[发明专利]一种双响应并且响应行为可调节的智能水凝胶及其制备方法

摘要

本发明属于功能材料技术领域，具体为一种双响应并且响应行为可调节的智能水凝胶及其制备方法。本发明通过天然高分子水相超声剥离过渡金属二硫属化合物粉末，得到聚合物非共价键修饰的过渡金属二硫属化合物的纳米片层，再加入温敏单体以及其他共聚单体和交联剂一步制备二硫属化合物纳米片层的复合水凝胶。该复合凝胶力学性能优异，同时具有近红外光响应和温度响应的双响应特征，并且响应行为可定制可调节。本发明中涉及原料为天然高分子等无毒无害试剂，所用溶剂为水，制备过程绿色无污染，操作简便，生产成本低，有望实现大规模工业化生产，所制得的智能水凝胶具有多种功能，具有大规模制备的潜力和广阔的商业应用前景。

主权项

1.一种双响应并且响应行为可调节的智能水凝胶的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将0.1~1 g过渡金属二硫属化合物粉末以及0.05~5 g 羧化壳聚糖分散在250 mL水中，超声3~48 h；（2）超声后的水溶液静置或者通过离心收集上清液，即得到羧化壳聚糖非共价作用修饰的过渡金属二硫属化合物的纳米片层水溶液；（3）在步骤（2）所制备的纳米片层水溶液中加入温敏单体、共聚酰胺单体、锂藻土、交联剂N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、引发剂和促进剂，在长方形四氟乙烯模具中室温下氮气保护中反应1‑24小时，得到过渡金属二硫属化合物纳米片层的单层复合凝胶；其中，单体在纳米片层水溶液中的质量分数为5~20 %，温敏单体与共聚酰胺单体的摩尔比为0.3~10，锂藻土的含量为单体含量的0.5~4%，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺的量为单体含量的0.38~30 %，引发剂的量为单体含量的0.1~1 %，促进剂与引发剂的质量比为0.1‑1；（4）再在已成型的单层复合凝胶上层加入共聚酰胺单体的壳聚糖水溶液、锂藻土、交联剂、引发剂和促进剂，室温下氮气保护中反应1‑24小时，最后得到一种双层复合凝胶，即为具有温度响应和近红外光响应的双重响应智能凝胶材料；其中，羧化壳聚糖浓度与第一层水凝胶中羧化壳聚糖浓度一致，酰胺单体在水溶液中的质量分数为5~20%，锂藻土的含量为单体含量0.5~3%，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺的量为单体含量的0.38~30 %，引发剂的量为单体含量的0.1~1 %，促进剂与引发剂的质量比为0.1‑1。