CN107936180B - 笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备方法 - Google Patents
笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107936180B CN107936180B CN201711302908.8A CN201711302908A CN107936180B CN 107936180 B CN107936180 B CN 107936180B CN 201711302908 A CN201711302908 A CN 201711302908A CN 107936180 B CN107936180 B CN 107936180B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogel
- cage
- shaped hollow
- hours
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F257/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of aromatic monomers as defined in group C08F12/00
- C08F257/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of aromatic monomers as defined in group C08F12/00 on to polymers of styrene or alkyl-substituted styrenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F112/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
- C08F112/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
- C08F112/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
- C08F112/06—Hydrocarbons
- C08F112/08—Styrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/34—Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
- C08F8/36—Sulfonation; Sulfation
Abstract
本发明提供的一种笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法，包括制备笼状中空多孔结构乳液粒子和制备笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧水凝胶。制备的笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧水凝胶，不同于现有的疏水缔合水凝胶和大分子微球水凝胶。笼状中空多孔结构乳液粒子具有一定通透多孔，使水凝胶聚合单体贯穿于多孔微球，使多孔微球与水凝胶基本有很强的作用力，并且多孔微球具有一定的硬度。因此，笼状中空多孔结构乳液粒子增强的水凝胶强度和韧性明显提高。拉伸强度平均值为1.0‑1.5 MPa，断裂伸长率平均值为2600‑3000%。解决了水凝胶增强增韧的关键技术问题，拓宽了水凝胶的应用领域。
Description
技术领域
本发明属于水凝胶的技术领域，涉及一种笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备方法。
背景技术
水凝胶是含有大量水的三维网状交联结构的高分子材料。水凝胶可以广泛应用于食品、化妆品、污水处理、组织工程、药物缓释剂等方面。但水凝胶大多数因其交联结构不均匀或交联键的不可重构性使其韧性和强度较差而在一些需要高韧性高强度水凝胶的应用领域受到限制，比如说肌腱，软骨等。因此，学者为了提高水凝胶的力学性能而设计出各种结构水凝胶，并先后提出了拓扑水凝胶、纳米复合水凝胶、双网络水凝胶、大分子微球交联水凝胶、疏水缔合水凝胶等。
对于大分子微球复合水凝胶已经受到广泛关注，汪辉亮等（Huang T, Xu HG,Jiao KX, Zhu LP, Brown HR, Wang HL, A novel hydrogel with high Mechanicalstrength: a macromolecular microsphere composite hydrogel, AdvancedMaterials, 2007, 19, 1622-1626）以γ射线辐照大分子微球使其表面产生过氧自由基，引发单体聚合形成抗压缩性良好的水凝胶，大分子微球在体系中既起到了引发聚合的作用也达到了共价键交联效果，在承受96%的压缩形变下，压缩强度达78.6Mpa，但并未展示拉伸断裂强度。武永涛等制备了光引发基团的大分子纳米微球，通过光照制备一种化学交联大分子纳米复合水凝胶（CN 101864045A）, 水凝胶的最大断裂强度为600kPa，断裂伸长为2500%。
因此，大分子微球复合水凝胶一个关键技术难点就是使水凝胶具有一定强度。未见相关采用笼状中空多孔微球增强合水凝胶的报导。
发明内容
为了解决水凝胶的增强问题，本发明提供了一种笼状中空多孔大分子微球增强水凝胶的制备方法，使水凝胶强度和韧性显著提高，且未见有关笼状中空多孔大分子微球增强水凝胶的制备方法的报导。
本发明提供的一种笼状中空多孔大分子微球增强水凝胶的制备方法，步骤和条件如下。
[1]制备笼状中空大分子微球
a.聚苯乙烯微球乳液的制备
1）将水、分散剂、分散助剂、共聚单体1、引发剂1按照质量比为100：30~50：30~35：600~800：1.0~1.5混合均匀，得到第一混合液；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散助剂为无水乙醇；共聚单体1为苯乙烯；引发剂1为偶氮二异丁腈；
2）将第一混合液在50~65℃条件下搅拌，并向其中通入氮气30~40分钟，充分除去溶解的氧气，待体系中的空气排空后，升温至70~85℃，反应2~4小时，聚合反应结束后得到含有苯乙烯大分子微球的乳液末。
b.磺化聚苯乙烯微球的制备
1）将a中2）所制备的苯乙烯微球乳液、硫酸按照质量比为1:30~35，在烧瓶中混合均匀，超声10~30分钟，使其均匀分散，然后将烧瓶置入40~50℃的油浴锅中，并持续搅拌20~24小时，用蒸馏水稀释后离心分散，再用乙醇的水溶液洗涤三至五次，然后放入40~50℃的真空烘箱中烘干45~48小时，得到淡黄色磺化聚苯乙烯微球粉末。
c.笼状中空多孔微球的制备
将水、磺化聚苯乙烯微球、溶剂1、溶剂2按照质量比为100：0.1~0.4：80~100：20~30，混合均匀，磁力搅拌20~30分钟，然后将其超声15min，随后加入三口烧瓶中，在70℃冷凝状态下浸泡5小时，然后离心30~40分钟，将得到的固体用乙醇重复冲洗3次，得到苯乙烯多孔微球。上述溶剂1为无水乙醇，溶剂2为正庚烷。
[2]笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备
a.制备水凝胶的预混合液
将水、共聚单体2、乳化剂、引发剂3、疏水单体和步骤c得到的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液按质量比为500：100：3~5：0.05~0.5：2~5：6~8的比例混合均匀，得到水凝胶的预混合液；所述的主单体2为丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂2为质量比为4：1的过硫酸钾和四甲基乙二胺混合物；疏水单体为甲基丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸类长链烷基酯。
b.将水凝胶的预混合液在密封条件下加热至30~40℃，反应2~4小时，反应结束后，将得到的凝胶在10~15℃，放置6~8小时，得到笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶。
有益效果：本发明提供的一种笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法，包括制备笼状中空多孔结构乳液粒子和制备笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧水凝胶。制备的笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧水凝胶，不同于现有的疏水缔合水凝胶和大分子微球水凝胶。笼状中空多孔结构乳液粒子具有一定通透多孔，使水凝胶聚合单体贯穿于多孔微球，使多孔微球与水凝胶基本有很强的作用力，并且多孔微球具有一定的硬度。因此，笼状中空多孔结构乳液粒子增强的水凝胶强度和韧性明显提高。制备的笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的拉伸强度平均值为1.0 -1.5 MPa，断裂伸长率平均值为2600-3000%。解决了水凝胶增强增韧的关键技术问题，拓宽了水凝胶的应用领域。
具体实施方式
实施例1 笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法
[1]制备笼状中空大分子微球
a.聚苯乙烯微球乳液的制备
1）将水、分散剂、分散助剂、共聚单体1、引发剂1按照质量比为100：30：30：600：1.0混合均匀，得到第一混合液；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散助剂为无水乙醇；共聚单体1为苯乙烯；引发剂1为偶氮二异丁腈；
2）将第一混合液在50℃条件下搅拌，并向其中通入氮气30分钟，充分除去溶解的氧气，待体系中的空气排空后，升温至70℃，反应3小时，聚合反应结束后得到含有苯乙烯大分子微球的乳液。
b.磺化聚苯乙烯微球的制备
1）将a中2）所制备的苯乙烯微球乳液、硫酸按照质量比为1:30，在烧瓶中混合均匀，超声10分钟，使其均匀分散，然后将烧瓶置入40℃的油浴锅中，并持续搅拌20小时，用蒸馏水稀释后离心分散，再用乙醇的水溶液洗涤三至五次，然后放入40℃的真空烘箱中烘干45小时，得到淡黄色磺化聚苯乙烯微球粉末。
c.笼状中空多孔微球的制备
将水、磺化聚苯乙烯微球、溶剂1、溶剂2按照质量比为100：0.1：80：20，混合均匀，磁力搅拌20分钟，然后将其超声15min，随后加入三口烧瓶中，在70℃冷凝状态下浸泡5小时，然后离心30分钟，将得到的固体用乙醇重复冲洗3次，得到苯乙烯多孔微球。上述溶剂1为无水乙醇，溶剂2为正庚烷。
[2]笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备
a.制备水凝胶的预混合液
将水、共聚单体2、乳化剂、引发剂3、疏水单体和步骤c得到的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液按质量比为500：100：3：0.1：2：6的比例混合均匀，得到水凝胶的预混合液；所述的主单体2为丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂2为质量比为4：1的过硫酸钾和四甲基乙二胺混合物；疏水单体为甲基丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸类长链烷基酯。
b.将水凝胶的预混合液在密封条件下加热至30℃，反应2小时，反应结束后，将得到的凝胶在10℃，放置6小时，得到笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶。
笼状中空多孔结构乳液粒子粒径的测定方法：笼状中空多孔结构乳液粒子粒径使用Brookhaven公司的90Plus粒径仪测定。将实施例1的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液滴一滴在样品池中，用去离子水稀释100倍后，开始测试。重复测试4次后，取平均粒径为1056nm。
笼状中空多孔结构乳液粒子浓度的测定方法：将实施例1制备的多孔粒子乳液，重量记为W，用质量浓度5%的三氯化铝水溶液破乳，将得到的凝聚物用水反复冲洗5次后，放入烘箱中干燥8小时，称重后记为G，疏水微球的质量浓度浓度C的计算公式：
C=（G/W）×100%
实施例1制备的笼状中空多孔结构乳液粒子乳液的质量浓度为27%。
制备的笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧水凝胶的力学性能测定方法：在溶胀平衡状态，将水凝胶切成宽度为4 m m，厚度为2 m m，长度为3cm的哑铃状，每个实施例条件下制备的水凝胶制备3个样品，在Instron6022万能材料试验机上进行力学拉伸实验，标距为15mm，拉伸速率为20mm/min，测定其力学性能。
拉伸强度按下式计算:
式中： P是最大载荷，单位为N； b是试样宽度，单位为mm；d是试样厚度，单位为mm。
拉伸形变按下式计算:
式中：L是拉伸机拉伸的长度，单位为cm； L0是样条原始长度，单位为cm。
实施例1制备核壳粒子增强水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率，平均值分别为1.1MPa和2750%。
实施例2 笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法
[1]制备笼状中空大分子微球
a.聚苯乙烯微球乳液的制备
1）将水、分散剂、分散助剂、共聚单体1、引发剂1按照质量比为100：40：32：700：1.3混合均匀，得到第一混合液；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散助剂为无水乙醇；共聚单体1为苯乙烯；引发剂1为偶氮二异丁腈；
2）将第一混合液在60℃条件下搅拌，并向其中通入氮气35分钟，充分除去溶解的氧气，待体系中的空气排空后，升温至75℃，反应3小时，聚合反应结束后得到含有苯乙烯大分子微球的乳液。
b.磺化聚苯乙烯微球的制备
1）将a中2）所制备的苯乙烯微球乳液、硫酸按照质量比为1:33，在烧瓶中混合均匀，超声20分钟，使其均匀分散，然后将烧瓶置入45℃的油浴锅中，并持续搅拌22小时，用蒸馏水稀释后离心分散，再用乙醇的水溶液洗涤三至五次，然后放入45℃的真空烘箱中烘干47小时，得到淡黄色磺化聚苯乙烯微球粉末。
c.笼状中空多孔微球的制备
将水、磺化聚苯乙烯微球、溶剂1、溶剂2按照质量比为100：0.3：90：25，混合均匀，磁力搅拌25分钟，然后将其超声15min，随后加入三口烧瓶中，在70℃冷凝状态下浸泡5小时，然后离心35分钟，将得到的固体用乙醇重复冲洗3次，得到苯乙烯多孔微球。上述溶剂1为无水乙醇，溶剂2为正庚烷。
[2]笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备
a.制备水凝胶的预混合液
将水、共聚单体2、乳化剂、引发剂3、疏水单体和步骤c得到的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液按质量比为500：100：4：0.3：3：7的比例混合均匀，得到水凝胶的预混合液；所述的主单体2为丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂2为质量比为4：1的过硫酸钾和四甲基乙二胺混合物；疏水单体为甲基丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸类长链烷基酯。
b.将水凝胶的预混合液在密封条件下加热至35℃，反应3小时，反应结束后，将得到的凝胶在13℃，放置7小时，得到笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶。
笼状中空多孔结构乳液粒子粒径的测定方法：笼状中空多孔结构乳液粒子粒径使用Brookhaven公司的90Plus粒径仪测定。将实施例2的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液滴一滴在样品池中，用去离子水稀释100倍后，开始测试。重复测试4次后，取平均粒径为1149nm。
笼状中空多孔粒子浓度的测定方法：将实施例2制备的多孔粒子乳液，重量记为W，用质量浓度5%的三氯化铝水溶液破乳，将得到的凝聚物用水反复冲洗5次后，放入烘箱中干燥8小时，称重后记为G，疏水微球的质量浓度浓度C的计算公式：
C=（G/W）×100%
实施例2制备的多孔粒子乳液的质量浓度为28%。
制备的笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧水凝胶的力学性能测定方法：在溶胀平衡状态，将水凝胶切成宽度为4 m m，厚度为2 m m，长度为3cm的哑铃状，每个实施例条件下制备的水凝胶制备3个样品，在Instron6022万能材料试验机上进行力学拉伸实验，标距为15mm，拉伸速率为20mm/min，测定其力学性能。
拉伸强度按下式计算:
式中： P是最大载荷，单位为N； b是试样宽度，单位为mm；d是试样厚度，单位为mm。
拉伸形变按下式计算:
式中：L是拉伸机拉伸的长度，单位为cm； L0是样条原始长度，单位为cm。
实施例2制备核壳粒子增强水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率，平均值分别为1.18MPa和2720%。
实施例3 笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法
[1]制备笼状中空大分子微球
a.聚苯乙烯微球乳液的制备
1）将水、分散剂、分散助剂、共聚单体1、引发剂1按照质量比为100：50：35：800：1.5混合均匀，得到第一混合液；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散助剂为无水乙醇；共聚单体1为苯乙烯；引发剂1为偶氮二异丁腈；
2）将第一混合液在65℃条件下搅拌，并向其中通入氮气40分钟，充分除去溶解的氧气，待体系中的空气排空后，升温至85℃，反应4小时，聚合反应结束后得到含有苯乙烯大分子微球的乳液。
b.磺化聚苯乙烯微球的制备
1）将a中2）所制备的苯乙烯微球乳液、硫酸按照质量比为1:35，在烧瓶中混合均匀，超声30分钟，使其均匀分散，然后将烧瓶置入50℃的油浴锅中，并持续搅拌24小时，用蒸馏水稀释后离心分散，再用乙醇的水溶液洗涤三至五次，然后放入50℃的真空烘箱中烘干48小时，得到淡黄色磺化聚苯乙烯微球粉末。
c.笼状中空多孔微球的制备
将水、磺化聚苯乙烯微球、溶剂1、溶剂2按照质量比为100：0.4：100：30，混合均匀，磁力搅拌30分钟，然后将其超声15min，随后加入三口烧瓶中，在70℃冷凝状态下浸泡5小时，然后离心40分钟，将得到的固体用乙醇重复冲洗3次，得到苯乙烯多孔微球。上述溶剂1为无水乙醇，溶剂2为正庚烷。
[2]笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备
a.制备水凝胶的预混合液
将水、共聚单体2、乳化剂、引发剂3、疏水单体和步骤c得到的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液按质量比为500：100：5：0.5：5：8的比例混合均匀，得到水凝胶的预混合液；所述的主单体2为丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂2为质量比为4：1的过硫酸钾和四甲基乙二胺混合物；疏水单体为甲基丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸类长链烷基酯。
b.将水凝胶的预混合液在密封条件下加热至40℃，反应4小时，反应结束后，将得到的凝胶在15℃，放置8小时，得到笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶。
笼状中空多孔结构乳液粒子粒径的测定方法：笼状中空多孔结构乳液粒子粒径使用Brookhaven公司的90Plus粒径仪测定。将实施例3的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液滴一滴在样品池中，用去离子水稀释100倍后，开始测试。重复测试4次后，取平均粒径为1263nm。
笼状中空多孔粒子浓度的测定方法：将实施例3制备的多孔粒子乳液，重量记为W，用质量浓度5%的三氯化铝水溶液破乳，将得到的凝聚物用水反复冲洗5次后，放入烘箱中干燥8小时，称重后记为G，疏水微球的质量浓度浓度C的计算公式：
C=（G/W）×100%
实施例3制备的多孔粒子乳液的质量浓度为31%。
制备的笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧水凝胶的力学性能测定方法：在溶胀平衡状态，将水凝胶切成宽度为4 m m，厚度为2 m m，长度为3cm的哑铃状，每个实施例条件下制备的水凝胶制备3个样品，在Instron6022万能材料试验机上进行力学拉伸实验，标距为15mm，拉伸速率为20mm/min，测定其力学性能。
拉伸强度按下式计算:
式中： P是最大载荷，单位为N； b是试样宽度，单位为mm；d是试样厚度，单位为mm。
拉伸形变按下式计算:
式中：L是拉伸机拉伸的长度，单位为cm； L0是样条原始长度，单位为cm。
实施例3制备笼状中空多孔粒子增强水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率，平均值分别为1.3 MPa和2710%。
Claims (4)
1.一种笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤和条件如下：
[1]制备笼状中空大分子微球
a.聚苯乙烯微球乳液的制备
1）将水、分散剂、分散助剂、共聚单体1、引发剂1按照质量比为100：30~50：30~35：600~800：1.0~1.5混合均匀，得到第一混合液；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散助剂为无水乙醇；共聚单体1为苯乙烯；引发剂1为偶氮二异丁腈；
2）将第一混合液在50~65℃条件下搅拌，并向其中通入氮气30~40分钟，充分除去溶解的氧气，待体系中的空气排空后，升温至70~85℃，反应2~4小时，聚合反应结束后得到苯乙烯微球乳液；
b.磺化聚苯乙烯微球的制备
1）将a中2）所制备的苯乙烯微球乳液、硫酸按照质量比为1:30~35，在烧瓶中混合均匀，超声10~30分钟，使其均匀分散，然后将烧瓶置入40~50℃的油浴锅中，并持续搅拌20~24小时，用蒸馏水稀释后离心分散，再用乙醇的水溶液洗涤三至五次，然后放入40~50℃的真空烘箱中烘干45~48小时，得到淡黄色磺化聚苯乙烯微球粉末；
c.笼状中空多孔微球的制备
将水、磺化聚苯乙烯微球、溶剂1、溶剂2按照质量比为100：0.1~0.4：80~100：20~30，混合均匀，磁力搅拌20~30分钟，然后将其超声15min，随后加入三口烧瓶中，在70℃冷凝状态下浸泡5小时，然后离心30~40分钟，将得到的固体用乙醇重复冲洗3次，得到苯乙烯多孔微球；上述溶剂1为无水乙醇，溶剂2为正庚烷；
[2]笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备
a.制备水凝胶的预混合液
将水、共聚单体2、乳化剂、引发剂2、疏水单体和步骤c得到的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液按质量比为500：100：3~5：0.05~0.5：2~5：6~8的比例混合均匀，得到水凝胶的预混合液；所述的共聚单体2为丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂2为质量比为4：1的过硫酸钾和四甲基乙二胺混合物；疏水单体为甲基丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸类长链烷基酯；
b.将水凝胶的预混合液在密封条件下加热至30~40℃，反应2~4小时，反应结束后，将得到的凝胶在10~15℃，放置6~8小时，得到笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶。
2.如权利要求1所述的一种笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤和条件中所述的
[1]制备笼状中空大分子微球
a.聚苯乙烯微球乳液的制备
1）将水、分散剂、分散助剂、共聚单体1、引发剂1按照质量比为100：30：30：600：1.0混合均匀，得到第一混合液；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散助剂为无水乙醇；共聚单体1为苯乙烯；引发剂1为偶氮二异丁腈；
2）将第一混合液在50℃条件下搅拌，并向其中通入氮气30分钟，充分除去溶解的氧气，待体系中的空气排空后，升温至70℃，反应3小时，聚合反应结束后得到苯乙烯微球乳液；
b.磺化聚苯乙烯微球的制备
1）将a中2）所制备的苯乙烯微球乳液、硫酸按照质量比为1:30，在烧瓶中混合均匀，超声10分钟，使其均匀分散，然后将烧瓶置入40℃的油浴锅中，并持续搅拌20小时，用蒸馏水稀释后离心分散，再用乙醇的水溶液洗涤三至五次，然后放入40℃的真空烘箱中烘干45小时，得到淡黄色磺化聚苯乙烯微球粉末；
c.笼状中空多孔微球的制备
将水、磺化聚苯乙烯微球、溶剂1、溶剂2按照质量比为100：0.1：80：20，混合均匀，磁力搅拌20分钟，然后将其超声15min，随后加入三口烧瓶中，在70℃冷凝状态下浸泡5小时，然后离心30分钟，将得到的固体用乙醇重复冲洗3次，得到苯乙烯多孔微球；上述溶剂1为无水乙醇，溶剂2为正庚烷；
[2]笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备
a.制备水凝胶的预混合液
将水、共聚单体2、乳化剂、引发剂2、疏水单体和步骤c得到的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液按质量比为500：100：3：0.1：2：6的比例混合均匀，得到水凝胶的预混合液；所述的共聚单体2为丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂2为质量比为4：1的过硫酸钾和四甲基乙二胺混合物；疏水单体为甲基丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸类长链烷基酯；
b.将水凝胶的预混合液在密封条件下加热至30℃，反应2小时，反应结束后，将得到的凝胶在10℃，放置6小时，得到笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶。
3.权利要求1所述的一种笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤和条件中所述的
[1]制备笼状中空大分子微球
a.聚苯乙烯微球乳液的制备
1）将水、分散剂、分散助剂、共聚单体1、引发剂1按照质量比为100：40：32：700：1.3混合均匀，得到第一混合液；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散助剂为无水乙醇；共聚单体1为苯乙烯；引发剂1为偶氮二异丁腈；
2）将第一混合液在60℃条件下搅拌，并向其中通入氮气35分钟，充分除去溶解的氧气，待体系中的空气排空后，升温至75℃，反应3小时，聚合反应结束后得到苯乙烯微球乳液；
b.磺化聚苯乙烯微球的制备
1）将a中2）所制备的苯乙烯微球乳液、硫酸按照质量比为1:33，在烧瓶中混合均匀，超声20分钟，使其均匀分散，然后将烧瓶置入45℃的油浴锅中，并持续搅拌22小时，用蒸馏水稀释后离心分散，再用乙醇的水溶液洗涤三至五次，然后放入45℃的真空烘箱中烘干47小时，得到淡黄色磺化聚苯乙烯微球粉末；
c.笼状中空多孔微球的制备
将水、磺化聚苯乙烯微球、溶剂1、溶剂2按照质量比为100：0.3：90：25，混合均匀，磁力搅拌25分钟，然后将其超声15min，随后加入三口烧瓶中，在70℃冷凝状态下浸泡5小时，然后离心35分钟，将得到的固体用乙醇重复冲洗3次，得到苯乙烯多孔微球；上述溶剂1为无水乙醇，溶剂2为正庚烷；
[2]笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备
a.制备水凝胶的预混合液
将水、共聚单体2、乳化剂、引发剂2、疏水单体和步骤c得到的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液按质量比为500：100：4：0.3：3：7的比例混合均匀，得到水凝胶的预混合液；所述的共聚单体2为丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂2为质量比为4：1的过硫酸钾和四甲基乙二胺混合物；疏水单体为甲基丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸类长链烷基酯；
b.将水凝胶的预混合液在密封条件下加热至35℃，反应3小时，反应结束后，将得到的凝胶在13℃，放置7小时，得到笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶。
4.如权利要求1所述的一种笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤和条件中所述的
[1]制备笼状中空大分子微球
a.聚苯乙烯微球乳液的制备
1）将水、分散剂、分散助剂、共聚单体1、引发剂1按照质量比为100：50：35：800：1.5混合均匀，得到第一混合液；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，分散助剂为无水乙醇；共聚单体1为苯乙烯；引发剂1为偶氮二异丁腈；
2）将第一混合液在65℃条件下搅拌，并向其中通入氮气40分钟，充分除去溶解的氧气，待体系中的空气排空后，升温至85℃，反应4小时，聚合反应结束后得到苯乙烯微球乳液；
b.磺化聚苯乙烯微球的制备
1）将a中2）所制备的苯乙烯微球乳液、硫酸按照质量比为1:35，在烧瓶中混合均匀，超声30分钟，使其均匀分散，然后将烧瓶置入50℃的油浴锅中，并持续搅拌24小时，用蒸馏水稀释后离心分散，再用乙醇的水溶液洗涤三至五次，然后放入50℃的真空烘箱中烘干48小时，得到淡黄色磺化聚苯乙烯微球粉末；
c.笼状中空多孔微球的制备
将水、磺化聚苯乙烯微球、溶剂1、溶剂2按照质量比为100：0.4：100：30，混合均匀，磁力搅拌30分钟，然后将其超声15min，随后加入三口烧瓶中，在70℃冷凝状态下浸泡5小时，然后离心40分钟，将得到的固体用乙醇重复冲洗3次，得到苯乙烯多孔微球；上述溶剂1为无水乙醇，溶剂2为正庚烷；
[2]笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备
a.制备水凝胶的预混合液
将水、共聚单体2、乳化剂、引发剂2、疏水单体和步骤c得到的笼状中空多孔结构乳液粒子的乳液按质量比为500：100：5：0.5：5：8的比例混合均匀，得到水凝胶的预混合液；所述的共聚单体2为丙烯酰胺；乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂2为质量比为4：1的过硫酸钾和四甲基乙二胺混合物；疏水单体为甲基丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸类长链烷基酯；
b.将水凝胶的预混合液在密封条件下加热至40℃，反应4小时，反应结束后，将得到的凝胶在15℃，放置8小时，得到笼状中空多孔结构乳液粒子增强增韧疏水缔合水凝胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711302908.8A CN107936180B (zh) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | 笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711302908.8A CN107936180B (zh) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | 笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107936180A CN107936180A (zh) | 2018-04-20 |
| CN107936180B true CN107936180B (zh) | 2020-01-03 |
Family
ID=61945467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711302908.8A Active CN107936180B (zh) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | 笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107936180B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110330748A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-15 | 西安工业大学 | 一种自交联导电聚合物微球复合水凝胶薄膜及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942167A (zh) * | 2010-09-10 | 2011-01-12 | 天津工业大学 | 含有纳米粘土的高吸附性水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN104098102A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-10-15 | 齐鲁工业大学 | 以磺化的聚苯乙烯微球为模版制备二氧化硅中空球 |
| WO2016087636A1 (fr) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Kiomed Pharma | Microbille d'hydrogel |
| CN107417855A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-12-01 | 长春工业大学 | 一种有机无机杂化乳液粒子增韧疏水缔合水凝胶及其制备方法 |
-
2017
- 2017-12-11 CN CN201711302908.8A patent/CN107936180B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942167A (zh) * | 2010-09-10 | 2011-01-12 | 天津工业大学 | 含有纳米粘土的高吸附性水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN104098102A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-10-15 | 齐鲁工业大学 | 以磺化的聚苯乙烯微球为模版制备二氧化硅中空球 |
| WO2016087636A1 (fr) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Kiomed Pharma | Microbille d'hydrogel |
| CN107417855A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-12-01 | 长春工业大学 | 一种有机无机杂化乳液粒子增韧疏水缔合水凝胶及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107936180A (zh) | 2018-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107417855B (zh) | 一种有机无机杂化乳液粒子增韧疏水缔合水凝胶及其制备方法 | |
| Zhao et al. | Mechanically strong and thermosensitive macromolecular microsphere composite poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels | |
| Dixit et al. | Synthesis of strong and stretchable double network (DN) hydrogels of PVA-borax and P (AM-co-HEMA) and study of their swelling kinetics and mechanical properties | |
| CN105085791B (zh) | 一种疏水微球增韧增强物理交联双网络水凝胶的制备方法 | |
| CN106278030B (zh) | 温敏水凝胶在提高混凝土抗干缩开裂性能中的应用 | |
| Wu et al. | Facile in-situ fabrication of novel organic nanoparticle hydrogels with excellent mechanical properties | |
| CN104530311B (zh) | 一种缺口不敏感性强韧水凝胶及其制备方法 | |
| CN110790872B (zh) | 一种具有微交联结构的降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN105778383B (zh) | 一种核壳粒子增强疏水缔合水凝胶的制备方法 | |
| Li et al. | A novel fabrication method of temperature-responsive poly (acrylamide) composite hydrogel with high mechanical strength | |
| CN111793239B (zh) | 一种具有大孔结构的高强度dna水凝胶的制备方法 | |
| CN107936180B (zh) | 笼状中空多孔微球增强水凝胶的制备方法 | |
| Ren et al. | Super-tough, ultra-stretchable and strongly compressive hydrogels with core–shell latex particles inducing efficient aggregation of hydrophobic chains | |
| CN107840926A (zh) | 一种快速响应的高强度聚（n‑异丙基丙烯酰胺）水凝胶的制备方法 | |
| CN106699988A (zh) | 一种聚羧酸系高分子减水剂及其制备方法 | |
| Huang et al. | Enhancing the self-recovery and mechanical property of hydrogels by macromolecular microspheres with thermal and redox initiation systems | |
| CN106496394A (zh) | 一种阳离子乳液粒子增韧疏水缔合水凝胶及制法 | |
| Wang et al. | Synthesis and characterization of multi-sensitive microgel-based polyampholyte hydrogels with high mechanical strength | |
| CN113736016A (zh) | 油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆及其制备方法 | |
| JP3486164B2 (ja) | スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体とスチレン−ブタジエンラテックスとからなるアスファルト改質剤 | |
| CN101864045A (zh) | 化学交联纳米复合水凝胶的制备方法 | |
| Ishizuka et al. | Polymeric nanocomposites based on high aspect ratio polymer fillers: Simultaneous improvement in tensile strength and stretchability | |
| CN105037624B (zh) | 一种双功能大分子微球复合的高强度水凝胶的制备方法 | |
| CN112279973A (zh) | 一种管桩用聚羧酸减水剂及其制备方法与应用 | |
| CN108976469B (zh) | 一种温度/pH双重响应性聚合物凝胶及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230925 Address after: 130000 Building 20, Industrial Innovation Base, Intersection of Shangde Street and Dexian Road, China South Korea (Changchun) International Cooperation Demonstration Zone, Changchun City, Jilin Province Patentee after: Jilin Xiehe Lingkang Biotechnology Co.,Ltd. Address before: 130012 No. 2055 Yan'an Street, Chaoyang District, Changchun City, Jilin Province Patentee before: Changchun University of Technology |