[发明专利]一种核壳微凝胶交联的环境敏感强韧水凝胶的制备方法

摘要

本发明提供一种核壳微凝胶交联的环境敏感强韧水凝胶的制备方法，属于功能性水凝胶的合成和增强技术领域。其过程是先制备以疏水性聚合物为核，亲水性聚合物网络为壳的微凝胶，然后与水、主单体、功能性单体和水溶性引发剂混合均匀，在密封条件下加热至60℃应3~4小时，即得到本发明所述的核壳微凝胶交联的环境敏感强韧水凝胶；核壳微凝胶表层为亲水性聚合物网络，亲水性单体可渗入内部，聚合后形成的分子链穿过微凝胶球，在不加入化学交联剂的条件下形成水凝胶。可滑动的交联点和疏水性的微凝胶核共同促使水凝胶的强度明显提高。其拉伸强度最高可达到920KPa，断裂伸长率最高可达3500%。根据引入的功能性单体，水凝胶还可具有pH或温度环境敏感性。

主权项

一种核壳微凝胶交联的环境敏感强韧水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤和条件如下：Ⅰ.制备核壳结构的微凝胶水：疏水性单体1：疏水性单体2：功能性单体:乳化剂:引发剂的质量比为100：15～19：5.6～9.6：2～6.2：0.1：0.3；按配比，将乳化剂和水加入三口反应器中，三口反应器中装有搅拌装置、回流装置和N2导管，在室温下以300转/分的速度搅拌，全部溶解后加入疏水性单体1、疏水性单体2和功能性单体继续搅拌30分钟并通入氮气，排空体系空气后，升温至70℃，加入引发剂，反应6~8小时，得到以疏水性聚合物为核，功能性交联聚合物为壳的微凝胶；使用转速为20000转/分的高速离心机将所得的微凝胶离心30分钟，倒出上层液体，加入去离子水超声分散微凝胶再离心，重复上述步骤3次后将微凝胶冻干得到提纯的核壳结构微凝胶；所述的疏水性单体1为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯；疏水性单体2为丙烯酸丁酯；功能性单体为N,N‑二甲基丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基硫酸钠；引发剂为过硫酸钾；所述核壳结构微凝胶为以两种疏水性单体的共聚物为核，以自交联的聚N,N‑二甲基丙烯酰胺为壳的复合纳米微球，尺寸为150~450nm；Ⅱ.制备核壳微凝胶交联的环境敏感强韧水凝胶将水、水溶性单体、功能性单体、引发剂和步骤Ⅰ的核壳结构的微凝胶，按质量比100：20～23.8：1.25~5：0.25： 2~5混合均匀，得到均匀的水凝胶的预混合液，将该预混合液在密闭模具中加热至60~65℃，反应3~4小时，得到核壳微凝胶交联的环境敏感强韧水凝胶；所述的水溶性单体为丙烯酰胺；功能性单体为丙烯酸或N‑异丙基丙烯酰胺；引发剂为过硫酸钾。