[发明专利]一种具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料，其特征在于，主要由以下原料制成：聚合单体、聚多巴胺、纳米纤维素、交联剂和引发剂；所述聚合单体由2-甲基-2-丙烯酸-2（2-甲氧基乙氧基）乙酯和寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸甲酯按摩尔比（50～100）:（0～50）混成。

2.根据权利要求1所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料，其特征在于，所述原料还包括增速剂，所述增速剂的添加量为聚合单体总质量的0.1%～0.4%。

3.根据权利要求2所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料，其特征在于，所述聚多巴胺为50～500 nm的聚多巴胺纳米颗粒，聚多巴胺的添加量为聚合单体总质量的0.10%～0.60%；纳米纤维素的添加量为聚合单体总质量的0.66%～2%；交联剂的添加量为聚合单体总质量的0.06%～0.16%；引发剂的添加量为聚合单体总质量0.25%～0.80%。

4.根据权利要求3所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料，其特征在于，所述聚多巴胺为多巴胺在乙醇/水/氨水的混合溶剂中自身氧化聚合的产物。

5.根据权利要求4所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料，其特征在于，所述纳米纤维素为纤维素纳米晶体和/或纤维素纳米纤维。

6.根据权利要求3所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料，其特征在于，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或光引发剂。

7.根据权利要求4所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料，其特征在于，所述增速剂为N,N’,N’,N’-四甲基乙二胺。

8.权利要求1～7任一所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向反应管内依次加入聚合单体、聚多巴胺颗粒悬浮液、纳米纤维素悬浮液、水、交联剂，磁力搅拌下氮气鼓泡5～10min后，加入引发剂，于0～10℃下绝氧密封静置12小时以上得到的黑色水凝胶即为水凝胶复合材料。

9.根据权利要求8所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，加入引发剂后，再加入增速剂，然后绝氧密封静置。

10.根据权利要求8或9所述的具有近红外响应温度敏感特性的水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚多巴胺颗粒悬浮液由以下方法制得：

a、将乙醇、水和氨水按体积比20:45:（1～3）混匀，所述氨水的浓度为24%～28%；

b、向步骤a所得混合溶剂中加入盐酸多巴胺，于25℃下继续搅拌反应24小时，搅拌过程保证反应液面和空气一直接触；盐酸多巴胺与混合溶剂的用量比为（0.25～0.5）g:100mL；

c、将步骤b所得的反应液于透析袋中透析，截留分子量MWCO=50K～300K，透析至透析液电导率恒定后，旋转蒸发至聚多巴胺的质量浓度为0.1～0.15%为止，即得聚多巴胺颗粒悬浮液。