一种蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶，是以氢氧化锆纳米溶胶，加入丙烯酸与丙烯酰胺单体搅拌后，再在该溶液中加入光引发剂，混合均匀后注入模具中密封，在紫外光引发的条件下进行原位自由基聚合反应，生成蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶。本发明专利技术拓宽了纳米复合水凝胶的范围，提供的蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶力学强度达到了人工肌肉的强度要求，预示本发明专利技术的复合水凝胶有望用于仿生软机器人的构建，或作为电驱动器在仿生人工肌肉及微流控阀门领域得到应用。

Honeycomb zirconia nanocomposite hydrogel and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶及其制备方法
本专利技术涉及一种水凝胶及其制备与应用，尤其涉及一种蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶及其制备方法，属于复合材料制备

技术介绍
水凝胶是一种具有三维网络状结构且在水中溶胀但不溶解的高分子材料，网络内部含有大量亲水性基团，可以有效锁住水分子，因此，这种水含量接近于人体及动植物组织的材料在生物医学领域如人造关节软骨、隐形眼镜方面有广泛的应用前景。然而传统化学交联的水凝胶机械强度较差，脆性较大，难以满足实际应用中兼对应力和应变的要求。这极大地限制了水凝胶在许多方面的应用。目前，解决水凝胶力学性能较差的方法主要是改善凝胶网络中的交联情况，提供更多的能量耗散途径。迄今为止，拓扑结构水凝胶、双网络水凝胶、离子交联水凝胶和纳米复合水凝胶能够极大地改善网络的交联结构，使能量不会集中于一点而造成材料的断裂。其中已有研究报道将纳米粒子加入到聚合物水凝胶中提高其力学强度的方法，将两种组分通过一定条件融合后得到优于两种组分的复合材料。例如将纳米二氧化钛、二氧化硅加入到聚合物体系中，得到具有优异机械性能的纳米复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶，其特征在于：所述复合水凝胶由氢氧化锆纳米溶胶、丙烯酸与丙烯酰胺单体和余量的水构成，其组分含量是：以10ml量的复合水凝胶计，氢氧化锆纳米溶胶为1wt％～12wt％，摩尔比为9:1～1:9的丙烯酸与丙烯酰胺单体浓度总和为1～3mol/L，余量为水；所述复合水凝胶的孔径尺寸为0.1μm～1μm，断裂伸长率为200％～750％，断裂强度为200KPa～850KPa。/n

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶，其特征在于：所述复合水凝胶由氢氧化锆纳米溶胶、丙烯酸与丙烯酰胺单体和余量的水构成，其组分含量是：以10ml量的复合水凝胶计，氢氧化锆纳米溶胶为1wt％～12wt％，摩尔比为9:1～1:9的丙烯酸与丙烯酰胺单体浓度总和为1～3mol/L，余量为水；所述复合水凝胶的孔径尺寸为0.1μm～1μm，断裂伸长率为200％～750％，断裂强度为200KPa～850KPa。


2.根据权利要求1所述的蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶，其特征在于：所述复合水凝胶由氢氧化锆纳米溶胶、丙烯酸与丙烯酰胺单体和余量的水构成，其组分含量是：以10ml量的复合水凝胶计，氢氧化锆纳米溶胶为4wt％～12wt％，摩尔比为7:1～1:7的丙烯酸与丙烯酰胺单体浓度总和为1～2mol/L，余量为水；所述复合水凝胶的孔径尺寸为0.2μm～0.6μm，断裂伸长率为230％～550％，断裂强度为500KPa～830KPa。


3.根据权利要求2所述的蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶，其特征在于：所述复合水凝胶由氢氧化锆纳米溶胶、丙烯酸与丙烯酰胺单体和余量的水构成，其组分含量是：以10ml量的复合水凝胶计，氢氧化锆纳米溶胶为8wt％，摩尔比为5:5的丙烯酸与丙烯酰胺单体浓度总和为2mol/L，余量为水；所述复合水凝胶的孔径尺寸为0.3μm～0.5μm，断裂伸长率为230％～250％，断裂强度为800KPa～830KPa。


4.权利要求1所述蜂窝状氢氧化锆纳米复合水凝胶的制备方法，步骤是：
①将10wt％～30wt％的乙酸锆倒入容器中，放置在50℃～70℃的油浴锅中，再加入10wt％～15wt％的氨水，待pH值达到3～5后在50℃～70℃条件下老化10～24h，离心后用去离子水洗涤去除多余的铵根离子，得到浓度为1wt％～12wt％的氢氧化锆纳米溶胶；
②取步...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜浩洋，李欢军，唐建国，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37