[发明专利]一种树枝形有机蒙脱土增强水凝胶的制备方法

摘要

本发明涉及一种树枝形有机蒙脱土增强水凝胶的制备方法，使用有机蒙脱土作为物理交联剂，在聚(N‑异丙基丙烯酰胺)水凝胶中引入树枝形聚合物，利用原子转移自由基聚合物(ATRP)技术将两种聚合物复合在一起，制备得到树枝形有机蒙脱土增强水凝胶。与现有技术相比，本发明制备的树枝形有机蒙脱土交联凝胶结构中，层状硅酸盐不再以简单物理复合的形式存在于凝胶中，而是作为复合交联剂的形式将有机聚合物交联成网状结构，从而大大提高了凝胶的强度、断裂伸长率与溶胀率。

主权项

一种树枝形有机蒙脱土增强水凝胶的制备方法，其特征在于，使用有机蒙脱土作为物理交联剂，在聚(N‑异丙基丙烯酰胺)水凝胶中引入树枝形聚合物，利用原子转移自由基聚合物(ATRP)技术将两种聚合物复合在一起，具体采用以下步骤：(1)有机化蒙脱土的溴化改性：将有机蒙脱土置于冰水浴中并加入过量的三乙胺，然后向溶液中滴加2,2‑溴异丁酰溴，反应2～4h后，控制温度为20～40℃反应24～48h，产物经乙醇洗涤，离心后真空干燥得到溴化有机蒙脱土；(2)反应单体的制备：将丙烯酸甲酯和二乙醇胺溶于甲醇，在室温及通氮气情况下搅拌30～50min后，升温至20～40℃，保持3～5h，抽真空除去甲醇，得到的无色透明油状物即为N,N‑二羟乙基‑3胺基丙酸甲酯；(3)蒙脱土表面的ATRP聚合：将溴化有机蒙脱土、CuCl、N,N‑二羟乙基‑3胺基丙酸甲酯加入到四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，通氮气N₂ 30min后，20～40℃反应6～8h，反应结束后离心，反复用洗涤，经离心后，30～50℃下真空干燥24～48h得到树枝形有机蒙脱土；(4)增强水凝胶的制备：将海藻酸钠溶于去离子水中，超声去泡，静置，将树枝形有机蒙脱土溶于去离子水，加入N‑异丙基丙烯酰胺单体，混合均匀，将海藻酸钠溶液与溶解有树枝形有机蒙脱土和N‑异丙基丙烯酰胺单体的溶液混合在一起，搅拌均匀，去泡，加入过硫酸混合均匀后，反应12～24h，取出凝胶，浸泡在去离子水中24～48h，定时换水，去除杂质，制备得到树枝形有机蒙脱土增强水凝胶。