[发明专利]一种聚甲基丙烯酰亚胺杂化气凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种聚甲基丙烯酰亚胺杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、以甲基丙烯酸和甲基丙烯腈或者以甲基丙烯酸和丙烯腈为单体，加入交联剂、引发剂和有机溶剂在恒温水浴条件下，通过自由基溶液聚合制备聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)预聚物的溶液；

步骤二、在PMI预聚物溶液中加入叔胺类化合物反应制成PMI预聚物季胺盐，不断搅拌之后形成均匀稳定溶液后，继续静置反应；

步骤三、使用丙酮分离PMI预聚物季胺盐，反复洗涤使PMI预聚物季胺盐变为较硬的白色团状固体，并干燥处理去除丙酮；

步骤四、使用超声仪将共分散剂均匀地分散到去离子水中，所述共分散剂为锂皂石、累托石或凹凸棒石中任一种，制备共分散剂混合液；使用超声仪将钠基蒙脱土均匀地分散到去离子水中，加热并剧烈搅拌后制得钠基蒙脱土悬浮液；再将共分散剂混合液和钠基蒙脱土悬浮液混合均匀，随后加入PMI预聚物季胺盐，使PMI预聚物季胺盐溶解，制备含有无机纳米粒子的PMI预聚物季胺盐的水溶液；

步骤五、将步骤四的含有无机纳米粒子的PMI预聚物季胺盐的水溶液置于低温下冷冻凝固；

步骤六、将凝固的含有无机纳米粒子的PMI预聚物季胺盐冷冻干燥，干燥后得到PMI预聚物季胺盐杂化气凝胶；

步骤七、将PMI预聚物季胺盐杂化气凝胶热处理后，得到PMI/钠基蒙脱土/共分散剂杂化气凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种聚甲基丙烯酰亚胺杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤一所述原料按重量份计，包括第一单体甲基丙烯酸40-60份，第二单体甲基丙烯腈或丙烯腈60-40份，引发剂0.1份-2份，交联剂0.1-3份，单体总质量为有机溶剂与单体总质量的10wt％-35wt％之间。

3.根据权利要求1所述的一种聚甲基丙烯酰亚胺杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，所述交联剂为丙烯酰胺、氧化镁、甲基丙烯酸烯丙酯、亚甲基双丙烯酰胺或1，3-丙二醇中任一种，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化二苯甲酰中任一种，所述有机溶剂为二甲基亚砜或N，N-二甲基甲酰胺中任一种，所述叔胺类化合物为三乙胺、三丁胺或N，N-二异丙基乙胺中任一种。

4.根据权利要求1所述的一种聚甲基丙烯酰亚胺杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤二中叔胺类化合物与甲基丙烯酸的摩尔比范围为1：1到3：1之间。

5.根据权利要求1所述的一种聚甲基丙烯酰亚胺杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤四中钠基蒙脱土和共分散剂的质量比为1：1。

6.根据权利要求1所述的一种聚甲基丙烯酰亚胺杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤四中共分散剂与钠基蒙脱土的总质量与PMI预聚物季胺盐的质量比为1：10至1：40。

7.根据权利要求1所述的一种聚甲基丙烯酰亚胺杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤六中热处理的温度为160-180℃。