CN111592664A - 一种物理交联法制备聚乙烯醇水凝胶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明设计一种物理交联法得到聚乙烯醇水凝胶的方法，属于材料科学与工程技术领域。本发明方法制备的水凝胶为去超纯水与聚乙烯醇进行物理交联之后得到的聚乙烯醇水凝胶。首先将一定量的超纯水与聚乙烯醇混合，加热至聚乙烯醇完全溶溶解后，经过反复的冷冻‑解冻过程即可得到聚乙烯醇水凝胶。本发明具有高效率、制备过程简单、所得产物无毒性及应用范围广等优点。

Description

一种物理交联法制备聚乙烯醇水凝胶的方法
(2)技术领域
本发明涉及物理交联法制备聚乙烯醇水凝胶的方法，属于材料科学与工程技术领域。
(3)背景技术
聚乙烯醇(PVA)是一种应用极为广泛的水溶性高分子材料，其生物相容性良好，生产及使用均十分环保，无毒性，是一种绿色化工材料。以聚乙烯醇及超纯水为原料制备的水凝胶是一种高分子网络体系，由于含水量较高，聚乙烯醇水凝胶的形状可以在一定程度上有记忆性，除此之外，其还具有无毒性、生物相容性好和机械性能良好等优点，在生物医学领域有着广泛的应用，由于聚乙烯醇水凝胶的拉伸性较好，其也常作为柔性电子器件的基底。
制备聚乙烯醇水凝胶通常采用化学试剂交联，利用化学试剂可以使得聚乙烯醇分子间发生化学交联而形成凝胶，但是也存在着一些问题，比如由于在制备过程中存在交联剂，交联后水凝胶中含有残留的交联剂，聚乙烯醇水凝胶的纯度较低；在交联反应的过程中，溶剂的粘稠程度不断升高，交联剂的分散程度较差，交联并不均匀；并且化学交联难以控制交联度，所制备的聚乙烯醇水凝胶含水量不高。
针对上述制备过程中所出现的问题，我们提出了一种物理交联法制备聚乙烯醇水凝胶的方法，相对于化学交联，物理交联不使用有毒性的有机交联剂，生物相容性良好，属于可逆性水凝胶，制备过程简单，由于制备原料只有超纯水与聚乙烯醇，所制备的水凝胶不含杂质，纯度极高。
(4)发明内容
1、本发明的目标
本发明的目标是提出一种物理交联法制备聚乙烯醇水凝胶的方法，得到纯度更高的聚乙烯醇水凝胶，利用物理交联的方法，简化制备过程，缩短制备时间，简单而有效地制备高纯度无毒性的聚乙烯醇水凝胶。
2、本发明的技术要点
本发明的要点如下：
(1)选取一定量的超纯水，超纯水中的导电介质几乎完全去除，其中的不离解的胶体物质，气体及有机物的含量均很低，超纯水为原料A。
(2)选取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒，聚乙烯醇为原料B。
(3)将原料A与原料B按一定比例混合，放入玻璃容器内，在具有加热功能的磁力搅拌器上加热搅拌，加热台上温度控制在90℃，恒温搅拌1h至聚乙烯醇完全溶解。
(4)将得到的溶液冷却至室温，放入-20℃的冷阱中冷冻0.5h至溶液完全凝固。
(5)将固体取出，在室温条件下自然解冻40min至固体完全融化为液态，此时得到的物质已初步具有凝胶的性质。
(6)重复上述冷冻-解冻过程，冷冻-解冻过程共重复三到四次。即可得到我们所需的聚乙烯醇水凝胶。
(5)本发明的附图
图1是本发明制备的聚乙烯醇水凝胶的实物图。
(6)本发明实施例
以下介绍本发明方法的实施例：
实施例1
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入1g聚乙烯醇和7g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例2
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入1g聚乙烯醇和7.5g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例3
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入1g聚乙烯醇和8g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例4
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入1g聚乙烯醇和9g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例5
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入1g聚乙烯醇和10g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例6
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.5g聚乙烯醇和5.5g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例7
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.5g聚乙烯醇和6g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例8
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.5g聚乙烯醇和6.5g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例9
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.5g聚乙烯醇和7g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共三次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例10
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.35g聚乙烯醇和3g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共四次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例11
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.35g聚乙烯醇和3.5g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共四次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例12
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.35g聚乙烯醇和4g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共四次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例13
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.35g聚乙烯醇和4.5g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共四次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。
实施例14
聚乙烯醇水凝胶的制备
首先，在容器中加入0.35g聚乙烯醇和5g超纯水，在90℃的条件下加热搅拌至聚乙烯醇完全溶解，待溶液冷却至室温后放入-20℃的冷阱中冷冻40min，然后将其取出室温解冻1h，重复上述冷冻-解冻过程，一共四次。即可得到聚乙烯醇水凝胶。

Claims (1)

1.一种物理交联法制备水凝胶的方法，其特征在于该方法包括以下几个步骤
(1)选取一定量的超纯水，超纯水中的导电介质几乎完全去除，其中不离解的胶体物质，气体及有机物的含量均很低，超纯水为原料A。
(2)选取一定量的聚乙烯醇颗粒，聚乙烯醇为原料B。
(3)将原料A与原料B按一定比例混合，放入玻璃容器内，在具有加热功能的磁力搅拌器上加热搅拌，加热台上温度控制在90℃，恒温搅拌1h至聚乙烯醇完全溶解。
(4)将得到的溶液冷却至室温，放入-20℃的冷阱中冷冻40min至溶液完全凝固。
(5)将固体取出，在室温条件下自然解冻40min至固体完全融化为液态，此时得到的物质已初步具有凝胶的性质。
(6)重复上述冷冻-解冻过程，冷冻-解冻过程共重复三到四次。即可得到我们所需的聚乙烯醇水凝胶。
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