[发明专利]一种光控智能自修复-粘附/脱附材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种光控智能自修复‑粘附/脱附材料的制备方法，是基于组合模具所具有的结构设计便利性和材料成型高效性，以808nm的近红外激光为控制光源，以N,N‑二甲基丙烯酰胺型智能水凝胶为自修复主体材料，N‑异丙基丙烯酰胺型智能水凝胶为粘附/脱附主体材料，通过原位自由基聚合，将具有光控自修复与光控粘附/脱附功能的两种智能水凝胶材料相结合，制备出一种具有光控、高修复率、高粘附/脱附率的智能自修复‑粘附/脱附材料，本发明所制备出的智能自修复‑粘附/脱附材料展现出良好的力学强度，而且生产成本低，加工制造方便，适用范围广，为解决智能材料兼具自修复性与粘附/脱附性问题提供了一种行之有效的新方法。

主权项

1.一种光控智能自修复‑粘附/脱附材料的制备方法，其特征在于，是基于组合模具所具有的结构设计便利性和材料成型高效性，以808nm的近红外激光为控制光源，以N,N‑二甲基丙烯酰胺型智能水凝胶为自修复主体材料，N‑异丙基丙烯酰胺型智能水凝胶为粘附/脱附主体材料，通过组合模具技术，将具有可控自修复与可控粘附/脱附功能的两种智能水凝胶材料相结合，制备出一种具有可控、高修复率、高粘附/脱附率的智能自修复‑粘附/脱附材料；本发明的具体制备步骤如下：一、可控智能粘附/脱附水凝胶的制备：可控智能粘附/脱附水凝胶的原始材料的组成：以N‑异丙基丙烯酰胺作单体，XLS型合成硅酸镁锂作交联剂，过硫酸钾作引发剂，N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺作催化剂，纳米木浆纤维素作增强相，氧化石墨烯作光热转化相，α‑环糊精作生物黏性相，单体，引发剂，催化剂之间的摩尔比为100:0.370:0.638，纳米木浆纤维素的浓度为3mg/mL～4mg/mL，α‑环糊精的浓度为2mg/mL～3mg/mL，氧化石墨烯的浓度为0mg/mL～3mg/mL，交联剂质量分数为3wt.％～3.5wt.％；配料：按照a中所述的配料比称取原始材料，在冰水浴条件下将氧化石墨烯粉末加入蒸馏水中超声振荡30～40分钟后，搅拌20～30分钟，然后加入纳米木浆纤维素并搅拌30～40分钟，随后加入XLS型合成硅酸镁锂，搅拌60～65分钟，然后加入N‑异丙基丙烯酰胺并搅拌120～130分钟，最后依次加入过硫酸钾和N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺，搅拌5～6分钟；将b中混合均匀后的材料注入组合模具中，刮平后将组合模具密封，并置于25℃～27℃环境下静置24～26小时成型；二、光控智能自修复水凝胶的制备光控智能自修复水凝胶原始材料的组成：以N,N‑二甲基丙烯酰胺作单体，XLS型合成硅酸镁锂作交联剂，过硫酸钾作引发剂，N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺作催化剂，纳米木浆纤维素作增强相，氧化石墨烯作光热转化相，单体、引发剂和催化剂之间的摩尔比为100:0.370:0.638，氧化石墨烯的浓度为0mg/mL～3mg/mL，纳米木浆纤维素的浓度为2mg/mL～3mg/mL，交联剂质量分数为3wt.％～3.5wt.％；配料：按照a中所述的配料比称取原始材料，在冰水浴条件下将氧化石墨烯粉末加入蒸馏水中超声振荡30～40分钟后，搅拌20～30分钟，然后加入纳米木浆纤维素并搅拌30～40分钟，随后加入XLS型合成硅酸镁锂，搅拌60～65分钟，然后加入N,N‑二甲基丙烯酰胺并搅拌120～130分钟，最后依次加入过硫酸钾和N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺，搅拌5～6分钟；将b中混合均匀后的材料注入组合模具中，光控智能粘附/脱附功能水凝胶的上方，刮平后将组合模具密封，并置于25℃～27℃环境下静置24～26小时成型，至此成功制备出了一种光控智能自修复‑粘附/脱附材料。