一种芳纶增强PVA水凝胶的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种芳纶增强PVA水凝胶的制备方法及其应用。该方法通过将Kevlar纤维通过去质子化和质子化反应得到芳纶纳米纤维(ANF)，然后在芳纶纳米纤维表面通过原为聚合包覆单宁酸(TA)、然后将包覆有单宁酸的纳米芳纶纤维(TA@ANF)分散到PVA水溶液中，再通过冻融法制备得到芳纶增强的PVA水凝胶(PVA

【技术实现步骤摘要】
一种芳纶增强PVA水凝胶的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于纳米材料增强水凝胶的复合材料
，具体涉及一种芳纶增强PVA水凝胶的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]聚乙烯醇(PVA)水凝胶作为水凝胶的一种，具有与人体组织相容性好、含水率高、不降解、化学稳定性好、含水率高、成型加工方便等优点而得到广泛应用。然而，由于凝胶网络不均匀，缺乏有效的能量耗散机制，传统的单一网络凝胶通常是软而脆的，这极大地限制了水凝胶的应用。近年来，已经提出了几种方法来满足这一要求，包括在水凝胶网络中添加纳米填料，通过断裂可逆的牺牲键来有效分散能量，这些纳米填料通过与周围聚合物相互作用来调节界面相互作用，从而改善水凝胶的力学性能和刺激相容性。
[0003]对位芳纶纤维(PPTA)最突出的特点是高强度和高模量，其强度是钢的3倍；聚酰胺纤维的10倍以上。对位芳纶纤维的稳定性能很好，在150℃下收缩率为零。在高温下仍能保持较高的强度，如在260℃下，仍能保持原强度的65％。并且与无机填料相比，由于纳米芳纶纤维(ANF)其纳米效应，使其与邻近的粒子和聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芳纶增强PVA水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对Kevlar纤维进行前处理；将碱和催化剂加入到有机溶剂中，加热搅拌，得到透明液体，冷却至常温后，将处理后的Kevlar纤维加入到该混合液中，常温下通入氮气除氧，搅拌一定时间得到暗红色的芳纶纳米纤维溶液；(2)在搅拌下向步骤(1)获得的芳纶纳米纤维溶液中加水析出，然后用水清洗至中性，将得到的芳纶纳米纤维分散在水中得到ANF分散液；用Tris缓冲液调节pH后，加入单宁酸，原位聚合反应一定时间，反应完后离心清洗，得到TA包覆的ANF，即TA@ANF；(3)将步骤(2)中制备的TA@ANF分散到水中配制成TA@ANF分散体，加入PVA，加热溶解后，静置脱泡，倒入模具中，迅速冷却到零下二十度，放置一段时间后，取出置于室温下解冻一段时间，循环冷冻
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解冻几次后得到PVA
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TA@ANF水凝胶；(4)将步骤(3)中制备的PVA
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TA@ANF水凝胶，加入到银氨溶液中，借助TA具有吸附金属离子及还原作用，在其表面吸附纳米银颗粒，浸泡一段时间后取出，用大量的水清洗，得到PVA
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TA@ANF
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Ag水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种芳纶增强PVA水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中芳纶纤维的前处理方法，芳纶纤维的前处理为：将Kevlar纤维剪成1
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2cm的短切纤维，用丙酮和水分别抽提12h后，40
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70℃真空烘箱中，干燥12
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48h。3.根据权利要求1所述的一种芳纶增强PVA水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为二甲基亚砜，碱为氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钾中的至少一种，催化剂为水、甲醇、乙醇或丙醇，碱和催化剂的用量均为Kevlar纤维中酰胺键的2～6倍；步骤(1)中所述加热搅拌的温度为50～70℃，时间为3～6h；步骤(1)中氮气除氧后，搅拌12～48小时，直至体系呈暗红色稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡继文，王晓，黄振祝，林树东，涂园园，
申请(专利权)人：中科院广州化学有限公司中科院广州化学所韶关技术创新与育成中心国科广化南雄新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：