[发明专利]一种抗冲击的高强度物理水凝胶的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种抗冲击的高强度物理水凝胶，其结构为可聚合的带电荷单体与中性高分子聚合物相互交联形成的三维网络，其特征在于，三维网状结构中含有金属离子。

2.根据权利要求1所述的抗冲击的高强度物理水凝胶，其特征在于，所述的可聚合的带电荷单体选自带负电荷的单体丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)，或带正电荷的单体甲基丙烯酸二甲氨乙酯甲基氯化铵(DMAEMA·MC)、丙烯酸二甲氨乙酯甲基氯化铵(DMAEAA·MC)、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、二甲氨丙基丙烯酰胺甲基氯化铵(DMAPMA·MC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、二烯丙基-N-羰丁氧甲基氯化铵(DACBMAC)、二烯丙基甲基苄基氯化铵(DAMABC)、二烯丙基乙基苄基氯化铵(DAEABC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、N，N-二甲基-N-苄基-丙烯酰氧基氯化铵(DBAAC)。

3.根据权利要求1所述的抗冲击的高强度物理水凝胶，其特征在于，所述的中性高分子聚合物选自聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚环氧乙烷(PEO)、超支化聚缩水甘油醚(HPG)，所述的金属离子选自锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、铝离子、钙离子或铁离子。

4.一种制备抗冲击的高强度物理水凝胶的方法，其特征在于，具体步骤包括：

(a)首先在含有带电荷的单体、中性高分子聚合物的溶液中加入引发剂，在引发条件下放置后经冷冻、消融得到初级水凝胶；(b)将a步骤中获得的初级水凝胶浸入金属离子盐溶液中，反应后得到抗冲击的高强度物理水凝胶。

5.根据权利要求5所述的制备抗冲击的高强度物理水凝胶的方法，其特征在于，所述的带电荷单体和中性高分子聚合物的质量比例为9:1～1:9。

6.根据权利要求5所述的制备抗冲击的高强度物理水凝胶的方法，其特征在于，所述的引发的方式为光引发、热引发或辐射引发。

7.根据权利要求5所述的制备抗冲击的高强度物理水凝胶的方法，其特征在于，所述的金属离子为锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、铝离子、钙离子或铁离子；所述金属离子浓度为1-17mol/L或饱和盐溶液，所述的初级水凝胶在金属离子溶液中浸泡时间为1～24小时。

8.一种复合材料，其特征在于，包含如权利要求1所述的抗冲击的高强度物理水凝胶。

9.根据权利要求8所述的复合材料，其特征在于，包含的另一种材料组分为二氧化硅。

10.权利要求1所述的抗冲击的高强度物理水凝胶在抗冲击材料、纺织及传感器方面的用途。