本发明专利技术公开了一种利用竹子溶解浆制备温度/pH敏感型水凝胶的方法。采用方法的要点是将竹子溶解浆进行粉碎、过筛预处理，采用氢氧化钠和尿素混合水溶液溶解得到竹子溶解浆的纤维素溶液，与丙烯酸、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺共聚得到温度/pH敏感型水凝胶产品。该方法快速、高效，特别适用于利用竹类纤维素制备温度/pH敏感型水凝胶的工艺过程。本发明专利技术在制备温度/pH敏感型水凝胶的原料中引入竹子资源，扩充了其原材料供应范围，有利于加快突破温度/pH敏感性水凝胶的原料来源局限，同时提出了高值化利用竹子资源的一条创新思路，可切实提高我国竹区农民的经济收入，具有重要的现实意义和应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水凝胶的制备方法，特别涉及一种利用竹子溶解浆制备温度/pH 敏感型水凝胶的方法，属于有机高分子合成
技术介绍
水凝胶是一种三维交联的亲水性网状结构聚合物，通过物理、化学作用可吸附和 容纳大量的水及溶液，已广泛应用于生物工程、农业和其他诸多领域。鉴于其较高的溶胀性 和对亲水性药物的吸附性，水凝胶也被提出用于药物控释系统的构建。 传统水凝胶通常是由石油副产品合成的，主要包括亲水性单体（如丙烯酸、丙烯 酰胺等）的共聚物。然而，石油副产品属于不可再生资源，其生物不可降解性对环境造成了 严重危害，且传统水凝胶对环境敏感性较弱，使之在应用中存在较大缺陷。基于天然高分子 材料的水凝胶，如淀粉、纤维素，壳聚糖和藻酸盐类水凝胶，具有优良的生物相容性、生物可 降解性和无毒等优点。因此，以天然高分子作为基础材料的水凝胶已成为目前的研究热点。 其中，纤维素作为最丰富的天然高分子聚合物，可用于构建水凝胶的基本骨架。 中国是世界上产竹最多的国家之一。竹子属于速生植物资源，具有生长速度快、成 材周期短、纤维含量高等优点，其纤维形态和纤维细胞含量接近甚至高于一般阔叶木，其纤 维素成分是十分适于制备水凝胶的天然高分子原料。 在水凝胶的制备领域，中国专利（CN 103739861A) "一种高强度水凝胶的制备方 法"将水凝胶制备所需的用以形成双网络凝胶的第一重网络的聚合物、用以聚合形成双 网络水凝胶的第二重网络的单体、用以引发单体聚合的引发剂、用以使单体聚合过程中同 时发生交联反应从而形成第二重网络的交联剂和水等直接一次性混合，通过一定刺激条 件使得所有物质溶解形成均相溶液，然后再用热或光引发聚合得到高强度水凝胶；中国专 利（CN 103739862A) "明胶/羧甲基壳聚糖/P0SS光交联水凝胶及制备方法"用甲基丙 烯酸缩水甘油酯对明胶和羧甲基壳聚糖进行双键改性，改性明胶、改性羧甲基壳聚糖、八 乙烯基低聚倍半硅氧烷及交联剂PEGDMA和光引发剂12959配成溶液后光交联制备水凝 胶；中国专利（CN 103524671A) "一种吸附重金属离子的温敏水凝胶的制备方法及其产 品"采用水洗、酸洗凹凸棒土，进而利用单宁酸改性凹凸棒土，最后再与聚N-异丙基丙烯 酰胺水凝胶进行复合制备温敏水凝胶；美国专利（US20060286152A1) "Fabric-supported chitosan modified temperature responsive PNIPAAm/PU hydrogel and the use thereof in preparation of facial mask"将PNIPAAm和PU接枝到纤维素织物的表面，以提高 水凝胶的机械强度，将壳聚糖耦合在水凝胶表面以提高水凝胶的抗菌能力；美国专利（US2〇〇9〇148529Al) "Hydrogel suspension and manufacturing process thereof，'在亚微米 尺度或纳米级活性成分的悬浮液中溶解高分子量HPMC或MC粉末，或将细颗粒的悬浮液同 高分子量HPMC或MC溶液混合得到水凝胶悬浮液，表现出高透明度和稳定性。截至目前，还 未见到利用竹子溶解浆作为纤维素的来源物，用以制备温度/pH敏感型水凝胶的相关工艺 技术出现。 利用竹子溶解浆制备温度/pH敏感型水凝胶，不但可以充分利用我国丰富的竹资 源，制备高附加值的可再生新材料，切实提高我国竹区农民经济收入。同时，拓展了我国竹 资源的应用领域，具有补充木材资源消耗和维护生态平衡的作用，符合国家发展循环经济 政策，具有重要的现实意义和应用价值。
技术实现思路
为了克服目前制备水凝胶过程环境污染严重、原料价格昂贵及不可再生等问题， 同时资源化利用我国丰富的竹资源，制备出高附加值的可再生新材料，本专利技术的目的是提 供。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案是采用以下步骤： 1)将竹子溶解浆用植物粉碎机粉碎，经100目筛网过滤，得到粒径小于等于 0. 15mm的竹子溶解浆粉末； 2)将步骤1)中得到的竹子溶解浆粉末加入-25°C预冷的氢氧化钠和尿素混合水 溶液中，室温搅拌5min，在-70°C下冷冻90~120min，得到均匀、透明的竹子溶解浆纤维素 溶液； 3)将步骤2)中的竹子溶解浆纤维素溶液在60°C水浴和机械搅拌下通氮气30~ 60min，加入0· 1~0· 3g引发剂，反应6~lOmin加入6~10g丙烯酸、2~3g氢氧化钠、 1. 5~2. 5g丙烯酰胺、0. 5~1. 5g N-异丙基丙烯酰胺和0. 04~0. 08g交联剂，反应2h后 取出，水洗至中性，无水乙醇浸泡24小时后进行冷冻干燥，最终得到温度/pH敏感型水凝胶 产品。 所述的竹子溶解浆为毛竹溶解浆、方竹溶解浆、花毛竹溶解浆、楠竹中的一种。 所述的氢氧化钠和尿素混合水溶液中二者的质量百分比分别为5%和13%、8% 和11 %、9%和9%中的一种，氢氧化钠和尿素混合水溶液与竹子溶解浆粉末的质量比为 30 ~40:1。 所述的引发剂为：过硫酸钾、四价铈离子、偶氮二异丁腈和过氧化氢、过二硫酸钾、 亚硫酸钠、硫代硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种，浓度为0. 1~0. 3g/mL ;所述的交联 剂为Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺、多乙二醇丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、N- 丁氧基甲基 丙烯酰、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的一种，浓度为〇. 01~〇. 〇2g/mL。 与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是： 本专利技术在制备水凝胶的原料中引入竹资源，极大扩充了制备水凝胶的原料范围， 有利于加快突破水凝胶的原料来源局限，同时解决了传统水凝胶原料的不可再生性、环境 污染严重等问题，提出了高值化利用竹资源的一条创新思路，符合国家发展循环经济政策。【附图说明】 图1是实施例1制备的温度/pH敏感型水凝胶产品的温度/pH敏感性曲线。其中， 图1(a)是温度/pH敏感型水凝胶的吸水倍率随温度变化的敏感性曲线，图1(b)是温度/pH 敏感型水凝胶的吸水倍率随pH变化的敏感性曲线。【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。 实施例1: 1)将毛竹溶解浆用植物粉碎机粉碎，经100目筛网过滤，得到粒径小于等于 0. 15mm的毛竹溶解浆粉末； 2)将步骤1)中得到的毛竹溶解浆粉末加入_25°C预冷的5%氢氧化钠和13%尿 素混合水溶液中，氢氧化钠和尿素混合水溶液与毛竹溶解楽粉末的质量比为33:1,室温搅 拌5min，在-70°C下冷冻90min，得到均匀、透明的毛竹溶解浆纤维素溶液； 3)将步骤2)中的毛竹溶解浆纤维素溶液在60°C水浴和机械搅拌下通氮气30min， 加入0. lg 0. 2g/mL过硫酸铵，反应lOmin加入6g丙烯酸、2. 5g氢氧化钠、1. 5g丙烯酰胺当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用竹子溶解浆制备温度/pH敏感型水凝胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将竹子溶解浆用植物粉碎机粉碎，经100目筛网过滤，得到粒径小于等于0.15mm的竹子溶解浆粉末；2)将步骤1)中得到的竹子溶解浆粉末加入‑25℃预冷的氢氧化钠和尿素混合水溶液中，室温搅拌5min，在‑70℃下冷冻90～120min，得到均匀、透明的竹子溶解浆纤维素溶液；3)将步骤2)中的竹子溶解浆纤维素溶液在60℃水浴和机械搅拌下通氮气30～60min，加入0.1～0.3g引发剂，反应6～10min加入6～10g丙烯酸、2～3g氢氧化钠、1.5～2.5g丙烯酰胺、0.5～1.5g N‑异丙基丙烯酰胺和0.04～0.08g交联剂，反应2h后取出，水洗至中性，无水乙醇浸泡24小时后进行冷冻干燥，最终得到温度/pH敏感型水凝胶产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，周虹伶，姚菊明，刘虹奕，朱杭城，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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