一种结构致密制造技术

技术编号:39508063 阅读:7 留言:0更新日期:2023-11-25 18:43
本发明专利技术提供了一种结构致密

【技术实现步骤摘要】
一种结构致密、可控释水的MXene/PVA水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水凝胶制备
,尤其涉及一种结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶及其制备方法和应用


技术介绍

[0002]随着科学技术的迅猛发展,工业生产面临着越发严苛的服役环境,在极端的工况下,机械零部件之间的剧烈磨损会严重影响机械设备的稳定运行,这对生产效率和成本产生不利影响

据统计,
80
%的设备损耗是润滑失效导致的异常磨损引起的,而润滑是减少摩擦

降低或避免磨损的最有效手段

润滑材料主要分为固体润滑剂和液体润滑剂,它们已经被广泛应用于机械加工

航空航天

汽车和电子器件等领域

传统的固体润滑剂具有承载力高

温度范围广

环境适应性好等优点,但也存在导热性差

容易产生碎屑等缺点

而液体润滑剂流动性较好,可以在磨损后及时修复和快速补充,但也存在爬移

泄露等问题

固液复合润滑是一种新型的润滑方式,它将液体润滑剂和固体润滑剂复合在一起,发挥两种润滑剂的优势,表现出优异的耐高温

耐高压

耐磨损等性能,具有广阔的应用前景

[0003]MXene
是一种具有类石墨烯结构的新型二维过渡金属碳化物

氮化物或碳氮化物材料,具有弱的层间作用力,极易发生层间滑动,同时具有高比表面积,可以吸附在摩擦副上形成润滑膜,是一种优异的润滑材料

已有大量的工作揭示了
MXene
作为润滑涂层

润滑油添加剂以及聚合物填料的优异的润滑性能,但
MXene
在水凝胶中的固液复合润滑性能却未被报道


技术实现思路

[0004]有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种结构致密

可控释水的
MXene/
聚乙烯醇
(PVA)
水凝胶及其制备方法和应用

本专利技术通过二价金属离子的多重交联和盐析效应,提高
MXene/PVA
水凝胶的交联程度,得到结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶,该水凝胶具有优异的减摩抗磨性能

[0005]为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:
[0006]本专利技术提供了一种结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶的制备方法,包括以下步骤:
[0007]将
MXene
水溶液和聚乙烯醇水溶液混合,得到
MXene/PVA
混合溶液;
[0008]将四硼酸钠水溶液加入到所述
MXene/PVA
混合溶液中进行交联反应,得到
MXene/PVA
水凝胶;
[0009]将二价金属盐溶液加入所述
MXene/PVA
水凝胶进行盐析反应,得到所述结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶

[0010]优选地,所述二价金属盐溶液中的金属阳离子为
Zn
2+
、Ni
2+
、Co
2+
、Ca
2+

Mg
2+
,阴离子为
NO3‑
、Cl


SO
42


[0011]优选地,所述二价金属盐溶液与
MXene/PVA
水凝胶的质量比为
1.5:100

4.5:100
,所述二价金属盐溶液的浓度为
0.8

1.2mol/L。
[0012]优选地,所述盐析反应的时间为
12

18h。
[0013]优选地,所述二价金属盐溶液加入
MXene/PVA
水凝胶中后

进行所述盐析反应前还需要进行搅拌,所述搅拌的时间为
60s。
[0014]优选地,所述
MXene/PVA
混合溶液中
PVA
的质量分数为
2.5

3.0


[0015]优选地,所述
MXene/PVA
混合溶液中
MXene
的浓度为4~
6mg/mL。
[0016]优选地,所述
MXene
水溶液中
MXene
的层数为1~5层

[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶

[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述的结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶在摩擦润滑领域中的应用

[0019]本专利技术提供了一种结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶的制备方法,包括以下步骤:将
MXene
水溶液和聚乙烯醇水溶液混合,得到
MXene/PVA
混合溶液;将四硼酸钠水溶液加入到所述
MXene/PVA
混合溶液中进行交联反应,得到
MXene/PVA
水凝胶;将二价金属盐溶液加入所述
MXene/PVA
水凝胶中进行盐析反应,得到所述结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶

[0020]与现有技术相比,本专利技术的有益效果如下:
[0021]本专利技术将二价金属离子引入
MXene/PVA
水凝胶中,利用盐析效应,将水凝胶中储存的水分释放出来,从而使水凝胶的结构更为致密,
MXene/PVA
水凝胶作为固相,盐析释放的水作为液相,实现在单一材料中的固液复合,这种固液协同效应赋予了水凝胶优异的润滑效果,在摩擦过程中会释放水分,达到固液复合润滑的效果,具有优异的减摩和耐磨性能

且二价金属离子在
MXene/PVA
水凝胶中会与
MXene

PVA
的羟基配位,同时
MXene

PVA
之间存在氢键,
PVA
分子链之间通过硼酸酯键连接,多种化学作用能本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将
MXene
水溶液和聚乙烯醇水溶液混合,得到
MXene/PVA
混合溶液;将四硼酸钠水溶液加入到所述
MXene/PVA
混合溶液中进行交联反应,得到
MXene/PVA
水凝胶;将二价金属盐溶液加入所述
MXene/PVA
水凝胶中进行盐析反应,得到所述结构致密

可控释水的
MXene/PVA
水凝胶
。2.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述二价金属盐溶液中的金属阳离子为
Zn
2+
、Ni
2+
、Co
2+
、Ca
2+

Mg
2+
,阴离子为
NO3‑
、Cl


SO
42

。3.
根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述二价金属盐溶液与
MXene/PVA
水凝胶的质量比为
1.5:100

4.5:100
,所述二价金属盐溶液的浓度为
0.8
...

【专利技术属性】
技术研发人员:李章朋苗晓南王金清杨生荣
申请(专利权)人:烟台中科先进材料与绿色化工产业技术研究院
类型:发明
国别省市:

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