三官能团超支化聚硅氧烷交联的高强高韧复合水凝胶及其制备方法

文档序号:26139849发布日期:2021-08-03 14:23阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三官能团超支化聚硅氧烷交联的高强高韧复合水凝胶的制备方法,其特征在于,包括步骤:

1)将1重量份纤维素纳米纤丝和1~30重量份丙烯酰胺和/或丙烯酸酯类单体加入到容器中,加入60~300重量份的水,混合形成均匀溶液;

2)在冰水浴条件下,向步骤1)所得溶液中加入0.1~1重量份同时含乙烯基、环氧基和烷基的三官能团超支化聚硅氧烷和0.0005~0.002重量份的引发剂,搅拌均匀,在25~60℃下反应4~48小时,得到高强高韧复合水凝胶;

所述三官能团超支化聚硅氧烷中乙烯基、环氧基和烷基的摩尔比为10:(1~6):(1~6)。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述丙烯酰胺和/或丙烯酸酯类单体为丙烯酰胺、丙烯酸、n-异丙基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述纤维素纳米纤丝的长径比为150~20:1。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述纤维素纳米纤丝为羟基化纤维素纳米纤丝、磷酸化纤维素纳米纤丝、季铵盐化纤维素纳米纤丝中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述同时含乙烯基、环氧基和烷基的三官能团超支化聚硅氧烷的制备方法包括:将含乙烯基的三烷氧基硅烷、含环氧基的三烷氧基硅烷和含烷基的三烷氧基硅烷按所述乙烯基、环氧基和烷基的摩尔比10:(1~6):(1~6)与蒸馏水混匀后,加入无水乙醇,然后在搅拌条件下滴加催化剂调节溶液ph值至2~6,滴加完毕后升温至30~60℃,惰性气体保护下反应3~8小时后,真空干燥,得到同时含乙烯基、环氧基和烷基的三官能团超支化聚硅氧烷;

所述催化剂为乙酸、盐酸、硫酸或对甲苯磺酸;

相对于5mol的所述乙烯基基,所述蒸馏水的用量为5~15mol,所述无水乙醇的用量为10~40mol。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述含乙烯基的三烷氧基硅烷为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种;

所述含环氧基的三烷氧基硅烷为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷中的至少一种;

所述含烷基的三烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、n-丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的至少一种。

8.根据权利要求1~7任一权利要求所述的制备方法制备得到的三官能团超支化聚硅氧烷交联的高强高韧复合水凝胶。


技术总结
本发明公开了一种三官能团超支化聚硅氧烷交联的高强高韧复合水凝胶及其制备方法。该制备方法包括步骤:1)将1重量份纤维素纳米纤丝和1~30重量份丙烯酰胺和/或丙烯酸酯类单体加入到容器中,加入60~300重量份的水,混合形成均匀溶液;2)在冰水浴条件下,向步骤1)所得溶液中加入0.1~1重量份同时含乙烯基、环氧基和烷基的三官能团超支化聚硅氧烷和0.0005~0.002重量份的引发剂,搅拌均匀,在25~60℃下反应4~48小时,得到高强高韧复合水凝胶;三官能团超支化聚硅氧烷中乙烯基、环氧基和烷基的摩尔比为10:(1~6):(1~6)。

技术研发人员:厉世能;何潇枫;吕志建;吴强;姜柏羽;李倩
受保护的技术使用者:浙江农林大学
技术研发日:2021.04.25
技术公布日:2021.08.03
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