CN111057248B - 一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents

一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶及其制备方法和应用，其中，制备方法包括以下步骤：在有机溶剂中加入山梨醇双缩对烷氧基醛，使所述山梨醇双缩对烷氧基醛在所述有机溶剂中的含量为0.1‑50％，使山梨醇双缩对烷氧基醛溶解，得到山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶。通过调控有机溶剂的屈服应力对应的最大黏度值以及回复时间等流变学指标，使其制备的凝胶能够应用于在润滑剂、燃料、净化、推进剂等诸多领域。

Description

一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，尤其涉及一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，功能性凝胶材料已经成为研究的热点。自修复材料作为其中的一种，具备损坏后自我修复、恢复其原始功能以及延长材料寿命的特点，被广泛应用于在生物组织、形状记忆和传感器等先进材料领域中。迄今为止，大多数自修复材料为基于共价交联的聚合物，超分子聚合物和纳米复合材料。
超分子凝胶是低分子量有机凝胶因子(分子量<3000，简称：LMOG)在有机溶剂或水中，通过通过氢键、π-π堆积、范德华力以及其它非共价键相互作用形成的一种软材料；与高分子凝胶剂相比，LMOG的优点在于易于合成、易于具有多刺激性、物理与化学性质可控、通过非共价键自组装可以形成高度有序的结构。
目前，开发具有自修复性能的超分子有机凝胶仍然处于起步阶段，新凝胶尤其是有高效自我修复特性超分子凝胶的设计，仍然难以捉摸，性能单一不稳定。新的自修凝胶因子体系的发现，新的自修凝胶因子结构设计，可拓展自修复凝胶性能研究及应用领域。
发明内容
本发明提供了一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶及其制备方法和应用，不仅设计出新的自修凝胶因子体系，制得具备高校自我修复特性的超分子山梨醇双缩对烷氧基醛凝胶，而且该超分子山梨醇双缩对烷氧基醛凝胶性能稳定，除此之外，还发现了该超分子山梨醇双缩对烷氧基醛凝胶功能多样，可用于润滑剂、染料、推进剂以及废水净化，拓展自修复凝胶性能研究及应用领域。
第一方面，本发明提供了一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的制备方法，包括以下步骤：在有机溶剂中加入山梨醇双缩对烷氧基醛，使山梨醇双缩对烷氧基醛在有机溶剂中的含量为0.1-50％，使山梨醇双缩对烷氧基醛溶解，得到山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶。其中：有机溶剂包括甲醇、异辛醇、甲苯、邻二氯苯、正己烷、乙腈、乙酸丁酯、烷基萘Ans或环戊烷并多氢菲；山梨醇双缩对烷氧基醛的结构式如下式所示：
Figure GDA0003510461000000021
n＝1-10，12，14，16或18。
可选地，山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的制备方法如下：以磷钨酸和浓硫酸为催化剂，原甲酸三乙酯为助催化剂，二甲基亚砜为溶剂，山梨醇和对烷氧基苯甲醛为原料合成而成，反应方程式如下：
Figure GDA0003510461000000022
n＝1-10，12，14，16或18。
可选地，对烷氧基苯甲醛包括茴香醛、对乙氧基苯甲醛、对丙氧基苯甲醛、对丁氧基苯甲醛、对戊氧基苯甲醛、对己氧基苯甲醛、对庚氧基苯甲醛、对辛氧基苯甲醛、对壬氧基苯甲醛、对癸氧基苯甲醛、对十二氧基苯甲醛、对十四氧基苯甲醛、对十六氧基苯甲醛、对十八氧基苯甲醛。
可选地，促进山梨醇双缩对烷氧基醛在有机溶剂中溶解的方式为加热、超声、震荡、搅拌中的一种或几种。
第二方面，本发明提供了一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶，由第一方面提供的制备方法制得。
第三方面，本发明提供了该山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶在润滑剂方面的应用。
第四方面，本发明提供了该山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶在燃料方面的应用。
第五方面，本发明提供了该山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶在推进剂方面的应用。
第四方面，本发明提供了该山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶在废水净化方面的应用，具体地，该山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的干凝胶能够吸附水中染料和甲醛，能够室温分离水中正丁醛、正辛醛、苯甲醛、水杨醛和茴香醛。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶及其制备方法和应用，该一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶以山梨醇双缩对烷氧基醛为凝胶因子，具有较好的自修复性能。本发明提供的山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的制备方法，通过调控有机溶剂的屈服应力对应的最大黏度值以及回复时间等流变学指标，使其制备的凝胶能够应用于在润滑剂、燃料、净化、推进剂等诸多领域。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的A6-邻二氯苯凝胶的触变性能图；
图2为本发明提供的A6-邻二氯苯凝胶的自修复图；
图3为本发明提供的A6-甲醇凝胶的微观形貌图；
图4为本发明提供的A6-甲醇凝胶燃烧图；
图5为本发明提供的A6-ANs凝胶的摩擦系数数据图；
图6为本发明提供的A6-甲醇干凝胶的染料吸附效果图；
图7为本发明提供的A6-甲醇干凝胶的吸附甲醛效果图；
图8为本发明提供的A6凝胶因子的正辛醛水分离图片；
图9为本发明中A6-JP-10凝胶触变性和自修复数据图。
具体实施方式
本发明提供了一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶及其制备方法和应用，以实现有机凝胶的多种应用性。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种山梨醇双缩对烷氧基醛(简称An)的制备方法，包括以下步骤：以磷钨酸和浓硫酸为催化剂，原甲酸三乙酯为助催化剂，二甲基亚砜为溶剂，山梨醇和对烷氧基苯甲醛为原料合成而成，反应方程式如下所示。其中：n＝1-10，12，14，16，18。
Figure GDA0003510461000000041
本发明还提供了山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的制备方法，以山梨醇双缩对烷氧基醛(An)为主要原料，使其分子中的羟基、团容易形成氢键，对有机溶剂凝胶。
实施例1
本实施例1提供了1,3：2,4-O-二(对甲氧基苄基)D-山梨醇(A1)的制备方法，包括如下步骤：
向加有温度计、搅拌桨的250ml四口瓶中加入山梨醇9.1g(0.05mol)、8ml浓硫酸、0.5g磷钨酸、20ml DMSO、5ml原甲酸三乙酯，搅拌30min后，加入13.6g茴香醛，室温反应3h,加50ml水后搅拌10-30min,抽滤，用碱水洗涤至呈碱性，再水洗直到中性，然后抽干，乙醇洗涤，抽干，得到产品1,3：2,4-O-二(对甲氧基苄基)D-山梨醇A1 9.45g。产率：45％。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS,25℃):7.35-7.39(d,J＝16Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝16Hz,1H,OH),4.34-4.38(t,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,J＝8Hz,1H,CH2),3.80-3.82(d,J＝8Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,3H,OCH3),3.54-3.56(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH)。
实施例2
本实施例2提供了1,3：2,4-O-二(对乙氧基苄基)D-山梨醇(A2)的制备方法，包括如下步骤：
用对乙氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对乙氧基苄基)D-山梨醇，产率为52％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.35-7.37(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝16Hz,1H,OH),4.34-4.38(t,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,J＝8Hz 1H,CH2),3.80-3.82(d,J＝8Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.54-3.56(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),0.81-0.84(t,3H，CH3)。
实施例3
本实施例3提供了1,3：2,4-O-二(对丙氧基苄基)D-山梨醇(A3)的制备方法，包括如下步骤：
用对丙氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对丙氧基苄基)D-山梨醇，产率为56％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.36-7.39(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝7.5Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝3.3Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝5.8Hz,1H,OH),4.34-4.38(t,J＝5.8Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,J＝5.8Hz,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.80-3.82(d,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.54-3.56(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.42-1.44(m，2H，CH2)，0.81-0.84(t,3H，CH3)。
实施例4
本实施例4提供了1,3：2,4-O-二(对丁氧基苄基)D-山梨醇(A4)的制备方法，包括如下步骤：
用对丁氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对丁氧基苄基)D-山梨醇，产率为76％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.35-7.38(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.34-4.38(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.54-3.56(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.41-1.45(m，4H，CH2)，0.82-0.84(t,3H，CH3)。
实施例5
本实施例5提供了1,3：2,4-O-二(对戊氧基苄基)D-山梨醇(A5)的制备方法，包括如下步骤：
用对戊氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对戊氧基苄基)D-山梨醇，产率为83％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.35-7.38(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.34-4.38(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.54-3.56(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.41-1.45(m，4H，CH2)，0.82-0.84(t,3H，CH3)。
实施例6
本实施例6提供了1,3：2,4-O-二(对己氧基苄基)D-山梨醇(A6)的制备方法，包括如下步骤：
用对己氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对己氧基苄基)D-山梨醇，产率为85％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.34-4.38(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.54-3.56(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.42-1.45(m，6H，CH2)，0.81-0.84(t,3H，CH3)。
实施例7
本实施例7提供了1,3：2,4-O-二(对庚氧基苄基)D-山梨醇(A7)的制备方法，包括如下步骤：
用对庚氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对庚氧基苄基)D-山梨醇，产率为88％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.34-4.38(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.55-3.57(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.42-1.46(m，8H，CH2)，0.82-0.85(t,3H，CH3)。
实施例8
本实施例8提供了1,3：2,4-O-二(对辛氧基苄基)D-山梨醇(A8)的制备方法，包括如下步骤：
用对辛氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对辛氧基苄基)D-山梨醇，产率为75％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.35-4.39(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.55-3.57(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.41-1.46(m，10H，CH2)，0.83-0.86(t,3H，CH3)。
实施例9
本实施例9提供了1,3：2,4-O-二(对壬氧基苄基)D-山梨醇(A9)的制备方法，包括如下步骤：
用对壬氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对壬氧基苄基)D-山梨醇，产率为77％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.35-4.39(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.55-3.57(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.42-1.46(m，12H，CH2)，0.81-0.84(t,3H，CH3)。
实施例10
本实施例10提供了1,3：2,4-O-二(对癸氧基苄基)D-山梨醇(A10)的制备方法，包括如下步骤：
用对癸氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对癸氧基苄基)D-山梨醇，产率为70％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.35-4.39(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.55-3.57(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.42-1.46(m，14H，CH2)，0.81-0.84(t,3H，CH3)。
实施例11
本实施例11提供了1,3：2,4-O-二(对十二烷氧基苄基)D-山梨醇(A12)的制备方法，包括如下步骤：
用对十二氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对十二烷氧基苄基)D-山梨醇，产率为72％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.35-4.39(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.55-3.57(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.42-1.46(m，18H，CH2)，0.81-0.84(t,3H，CH3)。
实施例12
本实施例12提供了1,3：2,4-O-二(对十四烷氧基苄基)D-山梨醇(A14)的制备方法，包括如下步骤：
用对十四氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对十四烷氧基苄基)D-山梨醇，产率为70％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.35-4.39(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.55-3.57(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.41-1.46(m，22H，CH2)，0.81-0.83(t,3H，CH3)。
实施例13
本实施例13提供了1,3：2,4-O-二(对十六烷氧基苄基)D-山梨醇(A16)的制备方法，包括如下步骤：
用对十六氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对十六烷氧基苄基)D-山梨醇，产率为68％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.35-4.39(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.55-3.57(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.41-1.46(m，26H，CH2)，0.81-0.83(t,3H，CH3)。
实施例14
本实施例14提供了1,3：2,4-O-二(对十八烷氧基苄基)D-山梨醇(A18)的制备方法，包括如下步骤：
用对十八氧基苯甲醛替代实施例1中的茴香醛，制备得到1,3：2,4-O-二(对十八烷氧基苄基)D-山梨醇，产率为64％。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：7.34-7.37(d,J＝12Hz,4H,Ar-H),6.90-6.92(d,J＝8Hz,4H,Ar-H),5.82-5.85(d,J＝12Hz,2H,OCHO),4.84-4.86(d,J＝8Hz,1H,OH),4.35-4.39(t,J＝16Hz,1H,OH),4.10-4.14(t,1H,CH2)，3.86-3.92(m,2H,CH2),3.83-3.85(dd,1H,CH2),3.79-3.82(d,J＝12Hz,1H,CH2),3.74-3.78(m,2H,OCH2),3.55-3.57(m,1H,CH),3.40-3.44(m,1H,CH),1.41-1.46(m，30H，CH2)，0.81-0.83(t,3H，CH3)。
实施例15
本实施例15提供了山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的制备方法，以上述各实施例制备的山梨醇双缩对烷氧基醛(An)为为凝胶因子，使其分子中的羟基、团容易形成氢键，对有机溶剂凝胶。具体地，包括以下步骤：在有机溶剂中加入山梨醇双缩对烷氧基醛，使山梨醇双缩对烷氧基醛在有机溶剂中的含量为0.1-50％，使山梨醇双缩对烷氧基醛溶解，得到山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶。其中，有机溶剂的选择多样，包括甲醇、异辛醇、甲苯、邻二氯苯、正己烷、乙腈、乙酸丁酯、烷基萘Ans或环戊烷并多氢菲等。
本发明提供的促进山梨醇双缩对烷氧基醛在有机溶剂中溶解形成凝胶的方式多样，包括加热、超声、震荡、搅拌中的一种或几种。具体地，包括如下几种：(1)向山梨醇双缩对烷氧基醛中加入有机溶剂，加热至溶解状态冷却至室温可形成凝胶；(2)向山梨醇双缩对烷氧基醛中加入有机溶剂，在超声波中进行超声至溶解状态，继续超声可形成凝胶；(3)向山梨醇双缩对烷氧基醛中加入有机溶剂，室温下振荡或静置可形成凝胶。
山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的性质和应用
下面以1,3:2,4-(二对己氧基苄基)山梨醇A6为例，对本发明制备的山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的性质进行详细阐述。
1、凝胶性能
(1)化合物A6在多种溶剂中可以形成凝胶，该凝胶具有热可逆性质，即加热后变成溶胶，冷却后再次形成凝胶，该过程可以重复多次。例如，在含有10mg化合物A6的密封小瓶中，加入1mL甲醇，加热使溶解再冷却至室温可形成不透明凝胶，用邻二氯苯替代甲醇，加热溶解再冷却至室温可形成透明凝胶。
(2)化合物A6在多种溶剂中可以在超声的条件下形成凝胶。例如，在含有10mg A6的密封小瓶中，加入1mL乙酸丁酯，在25℃、超声功率100W情况下，超声5min可形成不透明的白色凝胶。此凝胶加热后变成溶液，冷却至室温又可形成不透明的白色凝胶。
(3)化合物A6在多种溶剂中可以不经过加热，室温下即形成凝胶。例如，在含有10mgA6的密封小瓶中，加入1mL邻二氯苯，不溶，室温下振荡10-30s，即可形成透明凝胶，此凝胶加热到90℃后变成溶液，冷却至室温又可形成透明凝胶。
以实施例1-14制备的山梨醇双缩对烷氧基醛(An)为凝胶因子，在不同种类单一溶剂中的凝胶性能如表1所示。
表1化合物An在不同溶剂中的凝胶性能
Figure GDA0003510461000000101
Figure GDA0003510461000000111
表中：I加热不溶；OG不透明凝胶；TG透明凝胶；S全部溶解，不凝胶；P部分溶解不凝胶；化合物A6在溶剂中的浓度为10mg/mL。
2、凝胶流变学实验性能
以化合物An为凝胶因子，在不同溶剂(极性溶剂、非极性溶剂、基础油和高能燃料)中制备的凝胶具有不同的自修复性能和触变性。触变性能：以化合物An为凝胶因子制备的凝胶在室温下振荡、用玻璃棒搅拌或其它机械力作用下，将凝胶破坏成溶液，静置一段时间后部分或完全恢复为凝胶，如图1所示，为A6-邻二氯苯凝胶的触变性能图。自修复性能：以化合物An为凝胶因子，在邻二氯苯得到邻二氯苯凝胶，如将一段邻二氯苯凝胶切为三段，其中一段用甲基红染色，一段用结晶紫染色，另一段不染色，将三段凝胶放在一起10min后，三段凝胶接在一起，表明邻二氯苯凝胶具有自修复性能，如图1所示，为A6-邻二氯苯凝胶的自修复图。
自修复性能和触变性可以通过流变学实验数据来评价。采用安东帕高级旋转流变仪Physica MCR 51，在20℃条件下通过一个简单的应变试验测定了凝胶的触变性能。此应力试验分为三步：第一步，给予凝胶一个稳定的剪切应变0.05％，测得弹性模量数值G′以及储能模量数值G"，若G′高于G"，表明物质处于凝胶态；第二步将剪切应变从0.05％变为50％破坏凝胶，并使凝胶完全破坏；第三步，应变再次变回0.05％，10秒后测定弹性模量(该弹性模量数值定义为：G瞬时)；保持剪切应变为0.05％，测定回复到初始凝胶所需要的时间(定义为：回复时间)。测得的G瞬时与G′的数值之比定义为：瞬间回复率。整个测量过程中角速度保持10rad s-1。重复第二和第三步过程两次，最后看凝胶的弹性模量最终数值G′最终，G′最终与第一次测试中第一步所得G′之比定义为：自修复率，反应了凝胶的自修复程度。
以A6为代表的效果，在邻二氯苯JP-10、乙酸丁酯等不同溶剂中制备的凝胶其瞬时回复率、回复时间和自修复程度不同。化合物A6在不同溶液中的触变性能和自修复性能的具体数值见下表。
表2化合物A6在不同溶剂中的流变学性能
Figure GDA0003510461000000121
根据表2的数据，以化合物A6为凝胶因子，在甲醇、JP-10、烷基萘中形成的自修复超分子有机凝胶具有具有较好自修复性能和触变性，可以应用于燃料、推进剂和润滑剂等领域。
3、凝胶的微观形貌
为了对化合物的微观形貌进行考察，对A6-甲醇凝胶的干凝胶进行了扫描电镜检测，见图3。从SEM图可得出，该凝胶化合物为纤维状形貌，凝胶因子在甲醇中组装成三维纤维结构。
4、凝胶的应用
本发明提供的山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的制备方法，通过调控有机溶剂的屈服应力对应的最大黏度值以及回复时间等流变学指标，根据上述性能数据和分析，以化合物An为凝胶因子制得的山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶具有以下应用方向。
(1)凝胶燃料：凝胶因子An能够凝胶不同种类的醇类(甲醇、异辛醇)溶剂，并且所得凝胶具有良好自修复性能。醇类凝胶燃烧无烟、无异味和灰烬，燃烧后的凝胶因子可以循环利用，可以作为户内和户外凝胶燃料，如图4所示，为A6-甲醇凝胶燃烧图。
(2)凝胶润滑剂：凝胶因子An能够凝胶基础油烷基萘，并且所得凝胶具有较好自修复性能。以凝胶因子A6为研究对象，进行了室温下烷基萘和相应的烷基萘凝胶的润滑性能。如图5所示，与纯烷基萘相比，2％的A6-ANs凝胶的摩擦系数(COF)数值降低了约34％。因此，2wt％的A6-ANs凝胶表现出较好的润滑和抗磨性能，可以应用于润滑剂，见图5。
(3)废水净化
凝胶因子An的甲醇干凝胶可以吸附染料，将20mg A6-甲醇干凝胶加入到5mL0.01mol/L的曙红水溶液中，72h后可以吸附完毕，见图6。凝胶因子An的甲醇干凝胶可以吸附甲醛，将40mg A6-甲醇干凝胶加入到5mL 37％的甲醛中，用乙酰丙酮法测吸光度，72h后可以吸附46％，见图7。凝胶因子An可以在室温下凝胶正丁醛、正辛醛、苯甲醛、水杨醛、茴香醛一系列醛，室温下能够分离水中的醛，如将20mg化合物A6加入到1mL正辛醛和2ml水的混合溶液中，静置15min后，可以凝胶醛，从而达到室温分离醛的目的，见图8。
(4)凝胶推进剂：凝胶因子在高能燃料JP-10中具有较好的触变性和自修复性能，因此有望应用于推凝胶推进剂，见图9。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (3)

1.一种山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶在润滑剂、燃料、净化、推进剂领域的应用，其特征在于，山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的制备方法包括以下步骤：在有机溶剂中加入山梨醇双缩对烷氧基醛，使所述山梨醇双缩对烷氧基醛在所述有机溶剂中的含量为0.1-50％，使山梨醇双缩对烷氧基醛溶解，得到山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶；
其中：所述有机溶剂包括甲醇、异辛醇、甲苯、邻二氯苯、正己烷、乙腈、乙酸丁酯、烷基萘Ans或环戊烷并多氢菲；
所述山梨醇双缩对烷氧基醛的制备方法如下：以磷钨酸和浓硫酸为催化剂，原甲酸三乙酯为助催化剂，二甲基亚砜为溶剂，山梨醇和对烷氧基苯甲醛为原料合成而成，反应方程式如下：
Figure FDA0003510460990000011
n＝1-10，12，14，16或18；
所述的山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶应用于润滑剂、燃料、推进剂；用于废水净化；所述山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶的干凝胶能够吸附水中染料和甲醛，能够室温分离水中正丁醛、正辛醛、苯甲醛、水杨醛和茴香醛。
2.根据权利要求1所述的山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶在润滑剂、燃料、净化、推进剂领域的应用，其特征在于，所述对烷氧基苯甲醛包括茴香醛、对乙氧基苯甲醛、对丙氧基苯甲醛、对丁氧基苯甲醛、对戊氧基苯甲醛、对己氧基苯甲醛、对庚氧基苯甲醛、对辛氧基苯甲醛、对壬氧基苯甲醛、对癸氧基苯甲醛、对十二氧基苯甲醛、对十四氧基苯甲醛、对十六氧基苯甲醛、对十八氧基苯甲醛。
3.根据权利要求1所述的山梨醇双缩对烷氧基醛超分子凝胶在润滑剂、燃料、净化、推进剂领域的应用，其特征在于，促进所述山梨醇双缩对烷氧基醛在所述有机溶剂中溶解的方式为加热、超声、震荡、搅拌中的一种或几种。
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