[发明专利]一种高强度水凝胶的制备方法

摘要

本发明涉及一种水凝胶技术领域，具体涉及一种高强度水凝胶的制备方法。本发明通过硅烷偶联剂对蒙脱土和聚乙烯醇表面进行改性，形成硅醇基并产生羟基反应。最终硅烷偶联剂在蒙脱土和聚乙烯醇表面形成多分子覆盖膜，通过苯酚进入蒙脱土和聚乙烯醇颗粒层内部并发生聚合反应，对水凝胶内部进行有效的填充。通过3次循环冷冻以及液氮喷淋冷冻，提高了水凝胶的力学强度。引入2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、N，N‑亚甲基双丙烯酰胺、苯甲酰甲酸甲酯、明胶、纳米纤维、改性石英砂粉末和去离子水混合物，利用明胶、纳米纤维和改性石英砂粉末良好的力学性能，有效地分散了作用力，进一步提高水凝胶的力学强度，具有广阔的应用前景。

主权项

一种高强度水凝胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取6～8g蒙脱土和10～16g聚乙烯醇混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中加入80～100mL去离子水和2～4g苯酚混合置于水浴锅中加热振荡，得到自制分散液，备用；（2）将硅烷偶联剂KH‑570加至上述自制分散液中，待滴加完成后搅拌混合并倒入培养皿中冷冻，冷冻后融化，如此循环冷冻、融化处理后，立即用液氮喷淋冷冻，喷淋冷冻后放入烘箱中烘干后，得到烘干的混合物；（3）将上述烘干的混合物置于100～120mL去离子水中混合搅拌，得到自制水凝胶坯体；（4）称取8～10g石英砂研磨粉碎后，即为石英砂粉末，将石英砂粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌，搅拌后装入到带有10～12mL甜菜油和6～8mL酸奶的发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性石英砂粉末；（5）按重量份数计，分别称取2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、N，N‑亚甲基双丙烯酰胺、苯甲酰甲酸甲酯、明胶、纳米碳纤维、改性石英砂粉末和去离子水混合置于搅拌机中搅拌，得到自制乳胶液，向上述自制水凝胶坯体表面涂抹一层自制乳胶液，涂抹后放入烘箱中烘干，出料，即可制得高强度水凝胶。