一种聚丙烯酰胺/有机硅共混水凝胶的用途制造技术

本发明专利技术提供了一种丙烯酰胺/有机硅共混水凝胶在保水保湿材料中的用途；所述共混水凝胶由聚丙烯酰胺水凝胶前驱体溶液、有机硅前驱体混合液和乳化剂共混，固化而成，具有优异的保水性能和机械性能，能提供湿润的环境，同时提供缓冲保护，并且均匀、透明，在较高温度下也能保持透明和完整无损，用于产品、文物保护的保水材料时便于观察产品和文物的情况，具有很好的应用潜能。的应用潜能。的应用潜能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯酰胺/有机硅共混水凝胶的用途


[0001]本专利技术属于复合材料领域，具体涉及一种聚丙烯酰胺/有机硅共混水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前诸多领域需要采取保湿保水的手段对材料、产品进行保护。例如，(1)食品需要保水以实现保鲜；(2)烟草在进行储存时也需要适当保湿；(3)考古工作中新出土的文物，由于其长期存在于地下土壤包裹的高湿度环境中，而空气中过低的湿度会使文物干裂、破碎，使得文物失去应有的价值，因此也需要进行保湿保水处理等等。然而，如果湿度过高，则会导致其它问题和风险：食品储存的湿度过高会导致滋生细菌与霉菌，进而会使其腐败变质，甚至产生毒素，对人的生命安全存在较高的潜在风险；烟草受潮则会导致其不易燃烧；文物保护过程中，若湿度过高造成水分向文物中反渗透，反而会造成进一步损坏。因此，探索能够提供适度的保湿保水性能的保护材料，已然是刻不容缓的问题。
[0003]水凝胶作为一种新兴的功能材料，得益于超亲水的三维网状体系，具有较好的液体交换性与生物相容性，使其在保湿材料、生物医学、柔性可穿戴器件领域得到了广泛应用。但纯水凝胶缺点是环境耐受性较差，例如在室温环境中失水导致的材料皱缩会使其失去应有的功能，限制了其作为保水保湿材料的应用。当下业界内通常使用的是直接将疏水的聚合物弹性体修饰于亲水聚合物水凝胶表面的方法，增加其抗失水的能力，但这种方法不可避免的会产生因油相与水相物理性质差异过大而引起的表面粘接问题。而大多数疏水聚合物弹性体与亲水的聚合物水凝胶体系难以互溶，因而采用将二者共混改性的方法，制备均匀共混的稳定的复合水凝胶也非常困难。
[0004]因此，研发一种适于作为保水保湿材料，用于食品保鲜、烟草储存和文物保护的新型复合水凝胶，具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种亲水聚合物(聚丙烯酰胺)与疏水聚合物(有机硅)弹性体均匀共混的复合水凝胶在保水保湿材料中的用途。
[0006]本专利技术提供了一种复合水凝胶在保水保湿材料中的用途，所述复合水凝胶含有聚丙烯酰胺和有机硅。
[0007]进一步地，上述保水保湿材料是文物保护材料、食品保鲜材料或烟草保湿剂。
[0008]进一步地，上述聚丙烯酰胺和有机硅的质量比为1：(0.5～1.5)，优选为1:1.1。
[0009]更进一步地，上述复合水凝胶由聚丙烯酰胺水凝胶前驱体溶液、有机硅前驱体混合液和乳化剂共混，固化而成；
[0010]所述聚丙烯酰胺水凝胶前驱体溶液由如下重量份数的组分组成：
[0011]丙烯酰胺10～20份、交联剂0.001～0.005份、引发剂0.01～0.05份、水40～60份、保湿剂5～15份、硅烷偶联剂0.1～0.3份、表面活性剂0.01～0.05份；
[0012]所述有机硅混合前驱体由如下重量份的组分组成：有机硅前驱体10～20份，固化剂0.5～1.5份；所述乳化剂为3～9份。
[0013]更进一步地，上述聚丙烯酰胺水凝胶前驱体溶液由如下重量份数的组分组成：
[0014]丙烯酰胺15份、交联剂0.004份、引发剂0.04份、水50份、保湿剂10份、硅烷偶联剂0.2份、表面活性剂0.02份；
[0015]所述有机硅前驱体混合液由如下重量份的组分组成：
[0016]有机硅前驱体15份、固化剂1份；所述乳化剂为6份。
[0017]更进一步地，上述交联剂为甲叉双丙烯酰胺、二乙烯基苯、二异氰酸酯中的至少一种；
[0018]所述引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮、过硫酸铵、酮戊二酸中的至少一种；
[0019]所述保湿剂为甘油、乙二醇、1,3
‑
丁二醇中的至少一种；
[0020]所述硅烷偶联剂为三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷中的至少一种；
[0021]所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十八烷酸中的至少一种；
[0022]所述有机硅前驱体为聚二甲基硅烷、聚甲基苯基硅氧烷、环甲基硅氧烷中的至少一种；
[0023]所述固化剂为八甲基环四硅氧烷；
[0024]所述乳化剂为吐温80、脂肪酸甘油酯、烷基葡糖苷、脂肪酸山梨坦中的至少一种。
[0025]更进一步地，上述交联剂为甲叉双丙烯酰胺，所述引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮，所述保湿剂为甘油，所述硅烷偶联剂为三甲基硅烷，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述有机硅为聚二甲基硅烷，所述乳化剂为吐温80。
[0026]更进一步地，上述固化是在紫外光照射下固化。
[0027]更进一步地，上述复合水凝胶按照如下步骤制备而成：
[0028](1)将所述聚丙烯酰胺水凝胶前驱体溶液的各组分混匀，得到溶液；
[0029](2)将所述有机硅前驱体混合液的各组分混匀，再加入乳化剂混匀，得到混合物；
[0030](3)将步骤(1)的溶液与步骤(2)的混合物混合均匀，用紫外光照射固化，即得。
[0031]进一步地，上述步骤(3)所述将步骤(1)的溶液与步骤(2)的混合物混合均匀是：将步骤(1)的溶液加入步骤(2)的混合物中，搅拌10min以上。
[0032]进一步地，上述步骤(3)所述紫外光为固定波长365nm的紫外光，所述照射时间为至少25min。
[0033]本专利技术的有益效果：本专利技术创新性的开发了一种乳液聚合的方式，通过使用乳化剂使亲水聚合物与疏水聚合物弹性体通过共混的方式结合为均匀的稳定的复合水凝胶体系，从而一举解决了水凝胶的保水性与弹性体修饰的粘接问题。本专利技术的复合水凝胶具有良好的保湿控水性能，可以根据不同材料的湿度环境要求，通过调节弹性体与水凝胶的配比，配置出不同调湿功能的复合材料，显著改善水分对材料储存的影响，较好的提升其储存条件，有望应用于香烟储存、出土文物保护以及食品保鲜等领域。
[0034]显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
[0035]以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说
明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。
附图说明
[0036]图1为本专利技术实施例和对比例的水凝胶的外观照片。
[0037]图2为本专利技术实施例和对比例的水凝胶力学性能测试结果。
[0038]图3为本专利技术实施例和对比例的水凝胶在温度：60℃，湿度：65％条件下放置6h时间的外观照片。左图为烘箱放置之前，右图为烘箱放置6h之后。
具体实施方式
[0039]本专利技术所用原料与设备均为已知产品，通过购买市售产品所得。
[0040]实施例1、本专利技术水凝胶的制备
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合水凝胶在保水保湿材料中的用途，其特征在于，所述复合水凝胶含有聚丙烯酰胺和有机硅。2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述保水保湿材料是文物保护材料、食品保鲜材料或烟草保湿剂。3.如权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述聚丙烯酰胺和有机硅的质量比为1：(0.5～1.5)，优选为1:1.1。4.如权利要求1～3任一项所述的用途，其特征在于，所述复合水凝胶由聚丙烯酰胺水凝胶前驱体溶液、有机硅混合前驱体混合液和乳化剂共混，固化而成；所述聚丙烯酰胺水凝胶前驱体溶液由如下重量份数的组分组成：丙烯酰胺10～20份、交联剂0.001～0.005份、引发剂0.01～0.05份、水40～60份、保湿剂5～15份、硅烷偶联剂0.1～0.3份、表面活性剂0.01～0.05份；所述有机硅前驱体混合液由如下重量份的组分组成：有机硅前驱体10～20份，固化剂0.5～1.5份；所述乳化剂为3～9份。5.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述聚丙烯酰胺水凝胶前驱体溶液由如下重量份数的组分组成：丙烯酰胺15份、交联剂0.004份、引发剂0.04份、水50份、保湿剂10份、硅烷偶联剂0.2份、表面活性剂0.02份；所述有机硅前驱体混合液由如下重量份的组分组成：有机硅15份、固化剂1份；所述乳化剂为6份。6.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述交联剂为甲叉双丙烯酰胺、二乙烯基苯、二异氰酸酯中的至少一种；所述引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮、过硫酸铵、酮戊二酸中的至少一种；所述保湿剂为甘油、乙二醇、1,3
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴锦荣，蒋璐蔓，王义，赵丽娟，王宁，陈俊橙，谢袁杰，吴迪，肖嶙，吴昊，
申请(专利权)人：成都市文物考古工作队成都文物考古研究院四川师范大学，
类型：发明
国别省市：