CN110498993B - 一种多孔pva/纤维素纳米晶水凝胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，由包括如下组分制备得到：PVA20～80重量份，致孔剂2～50重量份，端基含呋喃环聚乙二醇1～20重量份，马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶1～20重量份，去离子水20～50重量份。本发明通过端基含呋喃环聚乙二醇与马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶的交联，形成了空间网络结构，有利于多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶孔的均匀分布以及整体凝胶性能的提高，使得通过本发明的上述组分和材料、以及通过上述PVA水凝胶微观结构的改善制备得到的多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的孔壁较薄，孔径分布较均一，具有良好溶胀性和力学性能。

Description

一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶及其制备方法。
背景技术
20世纪50年代,聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象最早被注意到。由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,特别具有毒性低、机械性能优良(高杨氏模量和高的机械强度)、吸水量高和生物相容性好等优点,因而倍受青睐，然而，随着聚乙烯醇水凝胶在包装领域如果蔬保鲜、食品包装吸水保护等的广泛应用，人们对其微观结构与性能如溶胀性、力学性能等提出了越来越高的要求。
现有技术报道可采用多种方法来提高PVA水凝胶的性能，如可采用提高聚乙烯醇的分子量、结晶度等方法来提高其力学性能，但是这些方法仍不能满足包装工业和生物工程领域对性能等的要求，此外这些改性方法还易造成凝胶含水率和渗透性降低等问题，这也极大地限制了聚乙烯醇水凝胶在包装等领域的应用前景。
为了提高PVA水凝胶的微观结构和性能以拓展其应用领域，有必要开发一种具备良好微观结构、溶胀性和力学性能的PVA水凝胶。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶及其制备方法，本发明提供的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶具备良好微观结构、溶胀性和力学性能。
本发明提供了一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，由包括如下组分制备得到：
PVA20～80重量份，致孔剂2～50重量份，端基含呋喃环聚乙二醇1～20重量份，马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶1～20重量份，去离子水20～50重量份。
优选的，所述PVA的分子量为25000～150000。
优选的，所述致孔剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇的分子量为200～10000。
优选的，所述端基含呋喃环聚乙二醇为由聚乙二醇双羧基醚与含呋喃环一元醇酯化反应得到；所述得聚乙二醇双羧基醚分子量为250～2000。
优选的，所述含呋喃环一元醇选自2-呋喃基甲醇、1-(2-呋喃基)乙醇、1-(2-呋喃基)丙醇、2-(2-呋喃基)丙醇、1-(2-呋喃基)丁醇、2-(2-呋喃基)丁醇、1-(2-呋喃基)戊醇、2-(2-呋喃基)戊醇、3-(2-呋喃基)戊醇、1-(2-呋喃基)己醇、2-(2-呋喃基)己醇和3-(2-呋喃基)己醇中的一种或几种。
优选的，所述纤维素纳米晶三维尺寸至少有一维小于等于100nm；所述的纤维素纳米晶为粉末状或水分散体。
本发明提供了一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的制备方法，包括：
将PVA、致孔剂、端基含呋喃环聚乙二醇、马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶和去离子水混合，超声分散，加热反应；所述将PVA、致孔剂、端基含呋喃环聚乙二醇、马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶和去离子水的重量比为(20～80)：(2～50)：(1～20)：(1～20)：(20～50)；
反应后冷却，采用反复冷冻法，而后浸泡除去致孔剂得到多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶。
优选的，所述加热温度为15～80℃；所述反应时间为0.5～6h；所述浸泡为在去离子水中浸泡1-20天；
所述反复冷冻法具体为:在-10℃～-20℃放置10～15h，室温放置10～15h，如此反复2～3次。
优选的，所述端基含呋喃环聚乙二醇的制备方法为：
将聚乙二醇双羧基醚、含呋喃环一元醇和催化剂溶于有机溶剂中，搅拌，再用NaCl水溶液洗涤，旋蒸，干燥后得到；
所述的聚乙二醇双羧基醚和含呋喃环一元醇的摩尔比为1：(1-3)；
所述的催化剂为磷酸、硼酸、磺酸、甲基苯磺酸、盐酸、硫酸、多聚磷酸、一水对甲苯磺酸、一水合硫酸氢钠、三氯化铁、杂多钨酸、SO4 2-/Fe2O3、SO4 2-/TiO2、SO4 2-/ZnO2、WO/ZnO2、Mo3/ZnO2、二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二氨基吡啶中的一种或多种；
所述的催化剂用量占聚乙二醇双羧基醚和含呋喃环一元醇的摩尔总量的0.01％-50％；
所述的有机溶剂为环己烷、二氯甲烷、氯仿、丙酮、二氯亚砜、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、乙腈、苯和甲苯中的一种或多种；
所述的反应时间为12～72h；所述的NaCl水溶液的质量浓度为1～27％。
优选的，所述马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶的制备方法为：
将纤维素纳米晶与含马来酰亚胺基团的羧酸在去离子水中混合，磁力搅拌，加热反应，抽真空除水，反应后，冷却到室温，用乙醇洗涤，离心除去乙醇后得到；
所述含马来酰亚胺基团的羧酸为2-马来酰亚胺乙酸、3-马来酰亚胺丙酸、4-马来酰亚胺丁酸、5-马来酰亚胺戊酸、6-马来酰亚胺己酸、7-马来酰亚胺庚酸、8-马来酰亚胺辛酸、9-马来酰亚胺壬酸、10-马来酰亚胺癸酸、11-马来酰亚胺十一酸和12-马来酰亚胺十二酸中的一种或几种；
所述加热温度为50～150℃；反应时间为0.5～12h；所述真空度小于1Kpa。
与现有技术相比，本发明提供了一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，由包括如下组分制备得到：PVA20～80重量份，致孔剂2～50重量份，端基含呋喃环聚乙二醇1～20重量份，马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶1～20重量份，去离子水20～50重量份。本发明通过端基含呋喃环聚乙二醇与马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶的交联，形成了空间网络结构，有利于PVA/纤维素纳米晶水凝胶孔的均匀分布以及整体凝胶性能的提高，使得通过本发明的上述组分和材料、以及通过上述PVA水凝胶微观结构的改善制备得到的PVA/纤维素纳米晶水凝胶的孔壁较薄，孔径分布较均一，具备良好溶胀性和力学性能。
附图说明
图1为本发明实施例和比较例的储能模量对比图；
图2.为本发明实施例和比较例的扫描电镜对比图；
图3.为本发明实施例和比较例的溶胀度对比图。
具体实施方式
本发明提供了一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，由包括如下组分制备得到：
PVA20～80重量份，致孔剂2～50重量份，端基含呋喃环聚乙二醇1～20重量份，马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶1～20重量份，去离子水20～50重量份。
本发明提供的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的原料包括20～80重量份的PVA；优选包括25～75重量份的PVA；更优选包括30～70重量份的PVA。
本发明对于PVA的来源不进行限定，本领域技术人员熟知的市售即可。所述PVA的分子量优选为25000～150000。
本发明提供的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的原料包括2～50重量份的致孔剂；优选包括5～40重量份的致孔剂；更优选包括10～30重量份的致孔剂。
本发明所述致孔剂优选为聚乙二醇，所述聚乙二醇的分子量优选200～10000。本发明对于聚乙二醇的来源不进行限定，本领域技术人员熟知的市售即可。
本发明提供的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的原料包括1～20重量份的端基含呋喃环聚乙二醇；优选包括2～18重量份的端基含呋喃环聚乙二醇；更优选包括5～15重量份的端基含呋喃环聚乙二醇。
按照本发明，所述端基含呋喃环聚乙二醇优选为由聚乙二醇双羧基醚与含呋喃环一元醇酯化反应得到；所述得聚乙二醇双羧基醚分子量优选为250～2000。
其中，本发明对于所述聚乙二醇双羧基醚的来源不进行限定，本领域技术人员熟知的市售即可。
所述含呋喃环一元醇优选选自2-呋喃基甲醇、1-(2-呋喃基)乙醇、1-(2-呋喃基)丙醇、2-(2-呋喃基)丙醇、1-(2-呋喃基)丁醇、2-(2-呋喃基)丁醇、1-(2-呋喃基)戊醇、2-(2-呋喃基)戊醇、3-(2-呋喃基)戊醇、1-(2-呋喃基)己醇、2-(2-呋喃基)己醇和3-(2-呋喃基)己醇中的一种或几种。
本发明提供的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的原料包括1～20重量份马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶；优选包括2～18重量份马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶；更优选包括2～15重量份马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶。
其中，所述的纤维素纳米晶三维尺寸至少有一维小于等于100nm；所述的纤维素纳米晶为粉末状或水分散体。
本发明提供的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的原料包括20～50重量份的去离子水；优选包括25～45重量份的去离子水；更优选包括25～40重量份的去离子水。
本发明提供了一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，由包括如下组分制备得到：PVA20～80重量份，致孔剂2～50重量份，端基含呋喃环聚乙二醇1～20重量份，马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶1～20重量份，去离子水20～50重量份。本发明通过端基含呋喃环聚乙二醇与马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶的交联，形成了空间网络结构，有利于PVA/纤维素纳米晶水凝胶孔的均匀分布以及整体凝胶性能的提高，得通过本发明的上述组分和材料、以及通过上述PVA水凝胶微观结构的改善制备得到的多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的孔壁较薄，孔径分布较均一，具备良好溶胀性和力学性能。
本发明提供了一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的制备方法，包括：
将PVA、致孔剂、端基含呋喃环聚乙二醇、马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶和去离子水混合，超声分散，加热反应；所述将PVA、致孔剂、端基含呋喃环聚乙二醇、马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶和去离子水的重量比为(20～80)：(2～50)：(1～20)：(1～20)：(20～50)；
反应后冷却，采用反复冷冻法，最后浸泡除去致孔剂得到多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶。
本发明一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的制备方法首先将PVA、致孔剂、端基含呋喃环聚乙二醇、马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶和去离子水混合。
其中，所述将PVA、致孔剂、端基含呋喃环聚乙二醇、马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶和去离子水的重量比优选为(20～80)：(2～50)：(1～20)：(1～20)：(20～50)；更优选为(25～75)：(5～40)：(2～18)：(2～18)：(25～45)；最优选为(30～70)：(10～30)：(5～15)：(2～15)：(25～40)。
混合后，超声分散混合均匀，加热反应。
本发明所述超声的功率优选为50-600w；超声分散的时间优选为20-120min。
所述加热温度优选为15～80℃；更优选为20～70℃；最优选为30～60℃；
所述反应时间优选为0.5～6h；更优选为1～5h；最优选为2～4h。
反应后冷却，优选冷却至室温即可。
而后采用反复冷冻法，最后浸泡除去致孔剂得到多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶。
本发明所述反复冷冻法优选具体为:在-10℃～-20℃放置10～15h，室温放置10～15h，如此反复2～3次。
所述浸泡优选为在去离子水中浸泡1～20天；更优选为3～16天。
在本发明中，所述端基含呋喃环聚乙二醇的制备方法优选具体为：
将聚乙二醇双羧基醚、含呋喃环一元醇和催化剂溶于有机溶剂中，搅拌，再用NaCl水溶液洗涤，旋蒸，干燥后得到；
本发明所述聚乙二醇双羧基醚和含呋喃环一元醇的摩尔比为1：(1～3)；本发明所述聚乙二醇双羧基醚分子量优选为200～2000。
所述含呋喃环一元醇优选选自2-呋喃基甲醇、1-(2-呋喃基)乙醇、1-(2-呋喃基)丙醇、2-(2-呋喃基)丙醇、1-(2-呋喃基)丁醇、2-(2-呋喃基)丁醇、1-(2-呋喃基)戊醇、2-(2-呋喃基)戊醇、3-(2-呋喃基)戊醇、1-(2-呋喃基)己醇、2-(2-呋喃基)己醇和3-(2-呋喃基)己醇中的一种或几种。
所述的催化剂优选为磷酸、硼酸、磺酸、甲基苯磺酸、盐酸、硫酸、多聚磷酸、一水对甲苯磺酸、一水合硫酸氢钠、三氯化铁、杂多钨酸、SO4 2-/Fe2O3、SO4 2-/TiO2、SO4 2-/ZnO2、WO/ZnO2、Mo3/ZnO2、二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二氨基吡啶中的一种或多种；所述的催化剂用量优选占聚乙二醇双羧基醚和含呋喃环一元醇的摩尔总量的0.01％～50％；更优选为0.1％～40％；最优选为1％～30％。
所述的有机溶剂为环己烷、二氯甲烷、氯仿、丙酮、二氯亚砜、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、乙腈、苯和甲苯中的一种或多种。本发明有机溶剂的加入量优选为聚乙二醇双羧基醚和含呋喃环一元醇和总质量的0.5-5倍。
本发明对于所述混合不进行限定，优选为磁力搅拌混合。所述反应温度优选为室温；所述反应时间优选为12～72h；更优选为18～60h；所述的NaCl水溶液的质量浓度优选为1～27％。优选为饱和食盐水。
本发明对于所述旋蒸的具体参数不进行限定，旋蒸除去溶剂即可；旋蒸，干燥后得到含呋喃环聚乙二醇。
在本发明中，所述马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶的制备方法优选具体为：
将纤维素纳米晶与含马来酰亚胺基团的羧酸在去离子水中混合，磁力搅拌，加热反应，抽真空除水，反应后，冷却到室温，用乙醇洗涤，离心除去乙醇后得到。
按照本发明，所述含马来酰亚胺基团的羧酸优选为2-马来酰亚胺乙酸、3-马来酰亚胺丙酸、4-马来酰亚胺丁酸、5-马来酰亚胺戊酸、6-马来酰亚胺己酸、7-马来酰亚胺庚酸、8-马来酰亚胺辛酸、9-马来酰亚胺壬酸、10-马来酰亚胺癸酸、11-马来酰亚胺十一酸和12-马来酰亚胺十二酸中的一种或几种；来源市售即可。
其中，所述纤维素纳米晶与含马来酰亚胺基团的羧酸的重量比优选为(100～0.5)：1；所述纤维素纳米晶三维尺寸至少有一维小于等于100nm；所述的纤维素纳米晶为粉末状或水分散体。所述纤维素纳米晶水分散体的固含量优选为1-20％。
混合后加热至60～100℃至酸完全溶解；而后升温至105～140℃，抽真空除水；优选反应0.5～12h；更优选反应1～10h；最优选反应2～8h；所述真空度小于1Kpa。反应后停止加热冷却至室温，用乙醇洗涤，离心除去乙醇后得到马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶。
所述加热温度为50～150℃。
本发明通过端基含呋喃环聚乙二醇与马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶的交联，形成了空间网络结构，有利于PVA/纤维素纳米晶水凝胶孔的均匀分布以及整体凝胶性能的提高，得通过本发明的上述组分和材料、以及通过上述PVA水凝胶微观结构的改善制备得到的PVA/纤维素纳米晶水凝胶的孔壁较薄，孔径分布较均一，具备良好溶胀性和力学性能。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶及其制备方法进行详细描述。
实施例1
6-马来酰亚胺己酸接枝纤维素纳米晶的制备：取固含量7.19％的纤维素纳米晶水分散体41.72g、10.55g6-马来酰亚胺己酸和10mL去离子水混合均匀，加热至95℃至酸完全溶解，再升温至110℃，抽真空除水，反应6h，停止加热冷却至室温，用乙醇反复洗涤，离心除去乙醇后得到；
端基含呋喃环聚乙二醇的制备：取9.00g聚乙二醇双羧基醚(分子量600)、5.75g1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、3.67g、4-二氨基吡啶、3.21g2-呋喃甲醇和50mL二氯甲烷混合均匀，磁力搅拌，室温反应24h，后用饱和食盐水反复洗涤，旋蒸除去二氯甲烷后得到。
多孔PVA纤维素纳米晶水凝胶的制备：取端基含呋喃环聚乙二醇290mg，3.0g聚乙二醇2000、7.0gPVA、0.05g6-马来酰亚胺己酸接枝纤维素纳米晶和20mL去离子水超声混合均匀，加热至60℃反应2h，冷却至室温，再置于-10℃冰箱中放置12h，取出室温放置12h，反复冷冻解冻3次，最终将水凝胶放于500mL去离子水中放置7天，得到多孔PVA纤维素纳米晶水凝胶。
实施例2
11-马来酰亚胺己酸接枝纤维素纳米晶的制备：取固含量7.19％的纤维素纳米晶水分散体41.72g、21.34g6-马来酰亚胺己酸和10mL去离子水混合均匀，加热至99℃至酸完全溶解，再升温至130℃，抽真空除水，反应6h，停止加热冷却至室温，用乙醇反复洗涤，离心除去乙醇后得到；
端基含呋喃环聚乙二醇的制备：取9.00g聚乙二醇双羧基醚(分子量600)、5.75g1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、3.67g、4-二氨基吡啶、3.21g2-呋喃甲醇和50mL二氯甲烷混合均匀，磁力搅拌，室温反应24h，后用饱和食盐水反复洗涤，旋蒸除去二氯甲烷后得到。
多孔PVA纤维素纳米晶水凝胶的制备：取端基含呋喃环聚乙二醇290mg，3.0g聚乙二醇2000、7.0gPVA、0.05g11-马来酰亚胺己酸接枝纤维素纳米晶和20mL去离子水超声混合均匀，加热至60℃反应2h，冷却至室温，再置于-10℃冰箱中放置12h，取出室温放置12h，反复冷冻解冻3次，最终将水凝胶放于500mL去离子水中放置7天，得到多孔PVA纤维素纳米晶水凝胶。
对比例1
多孔PVA纤维素纳米晶水凝胶的制备：取3.0g聚乙二醇2000、7.0gPVA、0.05纤维素纳米晶和20mL去离子水超声混合均匀，加热至60℃反应2h，冷却至室温，再置于-10℃冰箱中放置12h，取出室温放置12h，反复冷冻解冻3次，最终将水凝胶放于500mL去离子水中放置7天，得到多孔PVA纤维素纳米晶水凝胶。
对比例2
多孔PVA纤维素纳米晶水凝胶的制备：取3.0g聚乙二醇2000、7.0gPVA和20mL去离子水超声混合均匀，加热至60℃反应2h，冷却至室温，再置于-10℃冰箱中放置12h，取出室温放置12h，反复冷冻解冻3次，最终将水凝胶放于500mL去离子水中放置7天，得到多孔PVA纤维素纳米晶水凝胶。
如图1所示，对比实施例1、实施例2、对比例1和对比例2，可以看出PVA/马来酰亚胺接枝纤维素纳米水凝胶晶的储能模量和损耗模量比PVA/单纯纤维素纳米晶水凝胶和PVA水凝胶的高，这是由于端基含呋喃环聚乙二醇与马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶的交联形成了空间骨架结构增强了PVA水凝胶的强度。
如图2所示，对比实施例1、实施例2、对比例1和对比例2的SEM断面图，可见经端基含呋喃环聚乙二醇与马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶的交联形成的空间骨架结构增强的水凝胶的孔径明显比PVA/单纯纤维素纳米晶和PVA水凝胶的小，均一，且孔壁薄，实施例1的平均孔径在700nm，实施例2的平均孔径在600nm，对比例1的孔径在100nm to 5um不等，对比例1的孔径在100nm to 2um不等。
如图3所示，对比实施例1、实施例2、对比例1和对比例2的溶胀度，可见经端基含呋喃环聚乙二醇与马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶的交联形成的空间骨架结构增强的水凝胶的溶胀度比PVA/单纯纤维素纳米晶和PVA水凝胶的大，实施例2的溶胀度在6200％左右，实施例1的溶胀度在5100％左右，对比例1的溶胀度在4300％左右，对比例2的溶胀度在4900％左右。
由上述实施例和对比例可以看出端基含呋喃环聚乙二醇与马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶的交联形成了空间网络结构，不仅使得多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的孔变得均匀致密均一，孔壁变薄，而且提高了水凝胶模量和溶胀度，有利于拓展水凝胶的应用领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，其特征在于，由包括如下组分制备得到：
PVA20～80重量份，致孔剂2～50重量份，端基含呋喃环聚乙二醇1～20重量份，马来酰亚胺基团接枝纤维素纳米晶1～20重量份，去离子水20～50重量份。
2.根据权利要求1所述的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，其特征在于，所述PVA的分子量为25000～150000。
3.根据权利要求1所述的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，其特征在于，所述致孔剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇的分子量为200～10000。
4.根据权利要求1所述的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，其特征在于，所述端基含呋喃环聚乙二醇为由聚乙二醇双羧基醚与含呋喃环一元醇酯化反应得到；所述的 聚乙二醇双羧基醚分子量为250～2000。
5.根据权利要求4所述的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，其特征在于，所述含呋喃环一元醇选自2-呋喃基甲醇、1-(2-呋喃基)乙醇、1-(2-呋喃基)丙醇、2-(2-呋喃基)丙醇、1-(2-呋喃基)丁醇、2-(2-呋喃基)丁醇、1-(2-呋喃基)戊醇、2-(2-呋喃基)戊醇、3-(2-呋喃基)戊醇、1-(2-呋喃基)己醇、2-(2-呋喃基)己醇和3-(2-呋喃基)己醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶，其特征在于，所述的纤维素纳米晶三维尺寸至少有一维小于等于100nm；所述的纤维素纳米晶为粉末状或水分散体。
7.一种多孔PVA/纤维素纳米晶水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：
将PVA、致孔剂、端基含呋喃环聚乙二醇、马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶和去离子水混合，超声分散，加热反应；所述将PVA、致孔剂、端基含呋喃环聚乙二醇、马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶和去离子水的重量比为(20～80)：(2～50)：(1～20)：(1～20)：(20～50)；
反应后冷却，采用反复冷冻法，而后浸泡除去致孔剂得到PVA/纤维素纳米晶水凝胶。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述加热温度为15～80℃；所述反应时间为0.5～6h；所述浸泡为在去离子水中浸泡1-20天；
所述反复冷冻法具体为:在-10℃～-20℃放置10～15h，室温放置10～15h，如此反复2～3次。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述端基含呋喃环聚乙二醇的制备方法为：将聚乙二醇双羧基醚、含呋喃环一元醇和催化剂溶于有机溶剂中，搅拌，再用NaCl水溶液洗涤，旋蒸，干燥后得到；
所述的聚乙二醇双羧基醚和含呋喃环一元醇的摩尔比为1：(1-3)；
所述的催化剂为磷酸、硼酸、磺酸、甲基苯磺酸、盐酸、硫酸、多聚磷酸、一水对甲苯磺酸、一水合硫酸氢钠、三氯化铁、杂多钨酸、SO4 2-/Fe2O3、SO4 2-/TiO2、SO4 2-/ZnO2、WO/ZnO2、Mo3/ZnO2、二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二氨基吡啶中的一种或多种；
所述的催化剂用量占聚乙二醇双羧基醚和含呋喃环一元醇的摩尔总量的0.01％-50％；
所述的有机溶剂为环己烷、二氯甲烷、氯仿、丙酮、二氯亚砜、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、乙腈、苯和甲苯中的一种或多种；
所述的反应时间为12～72h；所述的NaCl水溶液的质量浓度为1～27％。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述马来酰亚胺接枝纤维素纳米晶的制备方法为：
将纤维素纳米晶与含马来酰亚胺基团的羧酸在去离子水中混合，磁力搅拌，加热反应，抽真空除水，反应后，冷却到室温，用乙醇洗涤，离心除去乙醇后得到；
所述含马来酰亚胺基团的羧酸为2-马来酰亚胺乙酸、3-马来酰亚胺丙酸、4-马来酰亚胺丁酸、5-马来酰亚胺戊酸、6-马来酰亚胺己酸、7-马来酰亚胺庚酸、8-马来酰亚胺辛酸、9-马来酰亚胺壬酸、10-马来酰亚胺癸酸、11-马来酰亚胺十一酸和12-马来酰亚胺十二酸中的一种或几种；
所述加热温度为50～150℃；反应时间为0.5～12h；所述真空度小于1Kpa。
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