[发明专利]一种温敏/pH双响应智能纳米纤维材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种温敏/pH双响应智能纳米纤维材料，其特征在于，所述温敏/pH双响应智能纳米纤维材料为pH和温度双重响应的智能纳米纤维功能材料，以羧基化纤维素纳米纤维为基体，与pH和温度双重响应聚合物经过化学反应制得；

所述羧基化纤维素纳米纤维是纤维素的三个羟基均被羧基化的纤维素纳米纤维，是由纸浆纤维经过高碘酸钠氧化制备双醛纤维，再经TEMPO氧化制备得到；

所述pH和温度双重响应聚合物为两种温敏单体同时修饰的超支化聚胺聚合物，是通过两种温敏单体与超支化聚胺加成反应制得；所述两种温敏单体为2-（2-甲氧基乙氧基）甲基丙烯酸乙酯和寡聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯。

2.根据权利要求1所述的温敏/pH双响应智能纳米纤维材料，其特征在于，所述纸浆纤维为蔗渣浆纤维、桉木浆纤维、竹浆纤维、马尾松浆纤维或麦草浆纤维。

3.一种温敏/pH双响应智能纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.双醛纤维的制备：采用高碘酸钠将纸浆纤维的纤维素结构单元的C2和C3上的羟基选择性氧化为醛基，制得双醛纤维；

S2.羧基化纤维素纳米纤维的制备：采用TEMPO试剂将双醛纤维的纤维素结构单元的C2、C3上的醛基和C6上的羟基氧化为羧基，制得羧基化纤维素纳米纤维；

S3.pH和温度双重响应聚合物的制备：2-（2-甲氧基乙氧基）甲基丙烯酸乙酯和寡聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯上的C=C与超支化聚胺的氨基发生加成反应，制得两种温敏单体同时修饰的超支化聚胺的pH和温度双重响应聚合物；

S4.温敏/pH双响应智能纳米纤维材料的制备：羧基化纤维素纳米纤维的羧基与pH和温度双重响应聚合物的氨基发生缩聚反应，制得温敏/pH双响应智能纳米纤维材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1双醛纤维的制备具体操作为：向纸浆纤维中加入邻苯二甲酸氢钾缓冲液，然后加入高碘酸钠，在30～40℃条件下，搅拌反应3.5～4.5h，最后加入乙二醇终止反应，洗涤，干燥，得到双醛纤维；所述纸浆纤维与高碘酸钠的质量比为4:2～3。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2羧基化纤维素纳米纤维的制备具体操作为：向双醛纤维中加入磷酸钠缓冲溶液，在55～65℃条件下搅拌均匀，然后加入TEMPO，再加入次氯酸钠溶液，然后加入亚氯酸钠，氧化15～17h，加入乙醇来淬灭，洗涤、干燥，得到羧基化纤维素纳米纤维；所述双醛纤维与TEMPO的质量比为400:6～7。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中超支化聚胺的制备方法为：将多乙烯多胺与无水甲醇混合，通入氮气，在0℃、搅拌条件下，将丙烯酸甲酯与无水甲醇混合的溶液加到多乙烯多胺与无水甲醇混合的溶液中，然后在5℃反应24h，得到超支化聚胺前驱体，将超支化聚胺前驱体在70℃条件下蒸发2h去除溶剂甲醇，再将温度依次升至100℃、120 ℃、150 ℃各反应1.5 h，得到超支化聚胺；所述多乙烯多胺与丙烯酸甲酯的体积比为1:1；所述的多乙烯多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺，通过调控多乙烯多胺种类来调控超支化聚胺的支化度。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3 pH和温度双重响应聚合物的制备具体操作为：将超支化聚胺溶于甲醇中配制超支化聚胺溶液，将2-（2-甲氧基乙氧基）甲基丙烯酸乙酯和寡聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯溶于甲醇中配制温敏单体溶液，在55～65℃条件下，将温敏单体溶液与超支化聚胺溶液混合均匀，在60～80℃条件下反应10～30 h，反应结束后，冷冻干燥，得到pH和温度双重响应聚合物；所述超支化聚胺与2-（2-甲氧基乙氧基）甲基丙烯酸乙酯和寡聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯总质量的质量比为1:1～2，其中2-（2-甲氧基乙氧基）甲基丙烯酸乙酯与寡聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯的质量比为1～3:1，通过调控两种温敏单体的质量比来调控pH和温度双重响应聚合物的低临界溶解温度。