[发明专利]一种水凝胶的制备方法

说明书

本发明通过纤维素衍生物水液制备、功能性基液制备、水凝胶制备等三环节，利用甲基纤维素与羟乙基纤维素等纤维素衍生物水液与胶质二氧化硅在酸性的应激环境下可以迅速形成自组装效应，通过引入更为环保的植物酸剂木醋液构建必要的酸性环境，并在制备过程中引入茶多酚功能活性成分，仅通过简单的环保的原料即可快速制备水凝胶，避免了大量合成化学原料及部分高毒化学品的使用。

技术领域

本发明涉及水凝胶的制备方法，具体涉及不使用化学合成原料、且可快速制备的水凝胶的制备方法。

背景技术

水凝胶是近年在各行各业获得大量应用的一类功能性高分子材料，由于其特定的内部结构，具备了保水、增稠等功能特性。水凝胶的获取与制备，从材料源头来看，主要分为两大类：其一是基于石油来源的合成型水凝胶，如聚丙烯酸及其酯系列水凝胶、聚乙烯醇系列水凝胶等；此类水凝胶的特点是结构、性能特征可控可调，且已成功地实现工业化。但限于其来源单体多是从石油中提炼、转化而来，不但消耗了大量的不可再生的石油资源，且其制备过程涉及各类化学反应及化学品的大量使用、后续处理环节繁琐复杂，整个制程的绿色性、环保性较差，同时其产品水凝胶多是不易自发降解的聚合物，因其使用量巨大废弃后将对环境产生极大的危害。另一类则是以天然高分子为主体或起始材料的非合成型水凝胶，如属于多糖类的淀粉基水凝胶、纤维素基水凝胶等。目前这类水凝胶的制造在起始制备材料上基本环保可降解、且原料来源也较为广泛、可再生等，但要制备性能合适的水凝胶（如合适的加压保水性、耐介质吸水性、环境刺激响应性等），仍然需要通过后续的化学手段，进行相应的改性、接枝等化学反应（如淀粉衍生物类水凝胶、改性纤维素基水凝胶等），其制备过程不可避免用到大量的化学物质及特定的环境制备条件，整个制造过程的绿色性有待进一步改善。

因此，实现水凝胶制备过程的简单性、环保性，甚至水凝胶制备过程少涉及、或不涉及化学品的大量使用，仍然是一个重要的发展与研究方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种制备过程基本不使用大量化学品、且可实现快速制备水凝胶的制作方法，实现了水凝胶制备过程的绿色性、环保性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水凝胶的制备方法，其依序包含纤维素衍生物水液制备、功能性基液制备及水凝胶制备；

其中纤维素衍生物水液制备：

量取蒸馏水，置于35-95℃水浴、搅拌条件下，加入纤维素衍生物粉末、搅拌溶解，冷至室温、即得纤维素衍生物水液。

本发明中所述纤维素衍生物水液的重量百分比浓度在0.1%-5%。

作为优选，所述纤维素衍生物为羟乙基纤维素、甲基纤维素中的至少一种。

作为进一步优选，所述羟乙基纤维素的相对分子质量在60万-140万，所述甲基纤维素的相对分子质量在5万-10万。

其中功能性基液制备：

第一步：取木醋液，再加入50%-1000%体积量的茶多酚液，室温搅拌均匀，即得木醋茶多酚混合液；

第二步：搅拌状态下，往上述纤维素衍生物水液中，加入木醋茶多酚混合液，室温搅拌均匀，即得功能性基液。

本发明中所述木醋液为未经任何后处理的木醋原液、经过后续处理的精制木醋液中的一种。

本发明中所述茶多酚液为水溶液提取液，其质量百分比浓度在0.5%-15%。

其中水凝胶制备：

取高纯硅溶胶，于搅拌状态下加入上述的功能性基液中，室温搅拌均匀即得水凝胶。

本发明中高纯硅溶胶的体积添加量为所述纤维素衍生物水液的100%-2000%。