一种高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料及其制法制造技术

本发明专利技术涉及聚丙烯酸水凝胶领域，且公开了一种高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料，高氧化度的氧化石墨烯丰富的环氧基团和羧基基团，可以加速与茶多酚的酚羟基反应，得到表面高接枝率的茶多酚修饰石墨烯，过硫酸钾引发茶多酚、丙烯酸和丙烯酸胺发生共聚，形成聚丙烯酸水凝胶，氧化石墨烯在茶多酚组分的化学共价接枝桥联作用下，改善了与聚丙烯酸水凝胶的界面相容性，避免了石墨烯纳米粒子之间相互团聚，石墨烯纳米粒子均匀分散在聚丙烯酸水凝胶的基体中，增强了水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率，茶多酚组分接枝在聚丙烯酸水凝胶基团中，形成致密的排列规则的层状褶皱，有利于提高水凝胶材料的吸水性和保水量。

High strength graphene toughened polyacrylic acid hydrogel composite material and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料及其制法
本专利技术涉及聚丙烯酸水凝胶领域，具体为一种高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料及其制法。
技术介绍
水凝胶是一种亲水性很强的三维网络凝胶材料，具有优异的亲水性和吸水性，在水中迅速溶胀，并且在溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解，水凝胶存在的交联网络，可以使其可以溶胀和保有大量的水，水凝胶的聚集态既不是完全的固体，也不是完全的液体，其固体的行为是可以维持一定的形状与体积，液体行为是溶质可以从水凝胶中扩散或渗透。水溶性或亲水性的高分子都可以通过化学交联或物理交联，形成水凝胶，淀粉、纤维素、壳聚糖多糖类；胶原、聚L-赖氨酸等多肽类；丙烯酸、丙烯酰胺等丙烯酸单体类，聚丙烯酸水凝胶是一种应用广泛的水凝胶材料，在药物传输、生物组织工程、薄膜分离等领域具有重要的应用，但是传统的聚丙烯酸水凝胶的机械强度较低，韧性较差，目前对水凝胶材料进行增韧改性是一项研究热点，可以采用无机纳米材料，如石墨烯、碳纳米管、纳米二氧化硅等，具有优异的力学性能和超高的比表面积，以及独特的小尺寸效应，对增强聚丙烯酸水凝胶的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料，其特征在于：所述高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料制备方法如下：/n(1)在浓硫酸溶液中加入石墨和硝酸钠，置于恒温反应装置，在0-5℃，加入高锰酸钾，低温活化反应20-60min，升温至30-40℃，中温氧化反应20-60min，再升温至90-100℃，高温反应5-20min，过滤、洗涤、透析纯化和冷冻干燥，制备得到高氧化度氧化石墨烯；/n(2)向蒸馏水溶剂中加入高氧化度氧化石墨烯和茶多酚，超声分散均匀后加热至50-80℃，反应10-20h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到茶多酚修饰石墨烯；/n(3)向蒸馏水溶剂中加入茶多酚修饰石墨烯，超声分散...

【技术特征摘要】
1.一种高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料，其特征在于：所述高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料制备方法如下：
(1)在浓硫酸溶液中加入石墨和硝酸钠，置于恒温反应装置，在0-5℃，加入高锰酸钾，低温活化反应20-60min，升温至30-40℃，中温氧化反应20-60min，再升温至90-100℃，高温反应5-20min，过滤、洗涤、透析纯化和冷冻干燥，制备得到高氧化度氧化石墨烯；
(2)向蒸馏水溶剂中加入高氧化度氧化石墨烯和茶多酚，超声分散均匀后加热至50-80℃，反应10-20h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到茶多酚修饰石墨烯；
(3)向蒸馏水溶剂中加入茶多酚修饰石墨烯，超声分散均匀后加入引发剂过硫酸钾，搅拌活化2-4h，在0-5℃下，缓慢滴加丙烯酸和丙烯酰胺，加入氢氧化钠控制溶液中和度为80-90％，加热至75-85℃，反应20-40min，再加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺，反应3-5h，过滤、洗涤、透析纯化并冷冻干燥，制备得到高强度石墨烯增韧聚丙烯酸水凝胶复合材料。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯程程，
申请(专利权)人：安徽晟源环保新型材料有限公司宿马分公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34