[发明专利]一种具有强烈剪切变稀和剪切变稠行为凝胶的制备方法

摘要

本发明涉及一种具有强烈剪切变稀和剪切变稠行为凝胶的制备方法，该凝胶以具有一定离子特性的聚合物为骨架，基体中溶胀一定浓度的聚乙二醇水溶液，水溶液中分散表面羧基改性纳米SiO2微球，凝胶体系内的pH值被调节至酸性。该凝胶内由于组分之间在特定pH值下的解聚作用在低剪切速率下呈显著变稀特性，而由于微球及分散介质中形成具有高摩擦系数的网络而呈现强烈剪切变稠特征。

主权项

1.一种具有强烈剪切变稀和剪切变稠行为凝胶的制备方法，其过程为：（1）配置一定浓度的N, N‑二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、聚丙烯酸水溶液预聚液，将一定量表面羧基改性纳米SiO₂微球加入其中，加入少量碱性水溶液，将体系pH值调节至8‑10之间，于冰水浴中超声震荡20分钟使得表面羧基改性纳米SiO₂微球在其中均匀分散，加入少量溶解有引发剂KPS，催化剂TEMED的水溶液，于冰水浴中继续超声震荡20分钟，以上过程均在氮气保护下进行，后将反应容器密封并放置于冰水浴中反应24小时以形成凝胶，取出凝胶后用去离子水反复浸泡换水去除未反应的单体与溶剂；（2）配置一定浓度的PEG水溶液和pH值介于2‑3之间的酸性水溶液，先后将PEG水溶液和酸性水溶液通过注射器注入溶胀后的凝胶中，使得凝胶内溶胀的聚乙二醇达到一定浓度，并调节凝胶内溶胀液的pH值至4‑5之间，将凝胶置于超声振荡器中高频震荡30分钟，得到最终凝胶产品；上述制备过程的特征在于：N, N‑二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、聚丙烯酸水溶液预聚液中N, N‑二甲基丙烯酰胺的质量浓度介于8‑12%之间，丙烯酸的质量浓度介于5‑8%之间，聚丙烯酸的质量浓度介于1.5‑3%之间，加入表面羧基改性纳米SiO₂微球的体积分数介于水溶液预聚液体积的19%‑32%之间，加入溶解有引发剂KPS，催化剂TEMED的水溶液的体积介于预聚液的2‑4%之间，其中溶解KPS的质量为N, N‑二甲基丙烯酰胺的0.3‑0.8%，TEMED的质量分数为N, N‑二甲基丙烯酰胺的0.5‑1%，凝胶内达到的聚乙二醇质量浓度介于28‑42%之间。