一种含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备方法。现有技术吸水凝胶生物降解性差、凝胶强度和耐盐性低。本发明专利技术的工艺步骤为：将5-7重量份的明胶置于40℃的去离子水中，待明胶充分溶胀后，在50℃的水浴中加热并轻轻摇荡，直至全溶，再将2-3重量份的无机纳米粉体分散于去离子水中超声波下超声处理10min，然后将10-14重量份的纤维素分散均匀后加入上述制备的明胶溶液和无机纳米粉体分散液，搅拌30min，加入100重量份丙烯酸类单体、2重量份的引发剂过硫酸铵和0.5重量份的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，升温至70~75℃，保温反应2~2.5h，即得。本发明专利技术所得产物生物降解性、凝胶强度和吸水性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于吸水凝胶的制备
，具体涉及ー种含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备方法。
技术介绍
吸水凝胶是ー种可以吸收其自身质量10-1000倍水分或盐溶液的三维聚合物网络。与传统的吸水材料(如海绵、棉花等)相比由于具有更加优异的吸水保水性能，因此广泛应用于各个行业，如卫生用品、园艺、农业、药物缓释等。[Shuibo Hua,Aiqin Wang, synthesis, characterization and swelling benaviors of sodiumalginate-g-poly (acrylic acid) /sodium humate superabsorbent. CarbohydratePolymers 75 (2009) 79—84]。现有的吸水凝胶主要为合成高分子类及含植物纤维类。合成高分子类由于原料不可再生，且生物降解性差，因此应用受到限制。含植物纤维类如纤维素和淀粉，由于其分子的基本结构单元为葡萄糖，分子中含有大量的羟基，因此具有良好的吸水性能。同时，由于聚多糖具有优异的生物相容性、生物降解性和可再生性，且无毒，因此近年来在吸水凝胶的制备中备受青睐。[Chunyu Chang, Bo Duan, Jie Cai. Superabsorbent hydrogels basedon cellulose for smart swelling and controllable delivery. European PolymerJournal 46 (2010) 92-100]，但由于其凝胶强度较低、耐盐性较差限制了广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，以克服现有技术存在的生物降解性差、凝胶强度和耐盐性低的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，其特征在于包括以下步骤 O明胶溶液的制备 将5-7重量份的明胶置于40°C的去离子水中，待明胶充分溶胀后，在50°C的水浴中加热并轻轻摇荡，直至全溶，得明胶溶液，备用； 2)无机纳米粉体分散液的制备 将2-3重量份的无机纳米粉体分散于去离子水中超声波下超声处理lOmin，得无机纳米粉体分散液，备用； 3)含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备 将10-14重量份的纤维素分散于含有去离子水的三ロ烧瓶中，分散均匀后加入上述制备的明胶溶液和无机纳米粉体分散液，搅拌30min，加入100重量份丙烯酸类单体、2重量份的引发剂过硫酸铵和0. 5重量份的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，升温至7(T75°C，保温反应2 2. 5h，即得含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶。上述的动物纤维即明胶为皮明胶和骨明胶中的任ー种。上述无机纳米粉体为蒙脱土、ニ氧化硅、ニ氧化钛、氧化铝、氧化镁和氧化锌中的任ー种。上述植物纤维即纤维素为羟甲基纤维素、羟こ基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的任ー种。动物纤维的基本结构单元为氨基酸，其分子中除了含有羟基外，还含有大量的其它超亲水基团，如羧基、氨基等， 且这些基团带有不同的电性，因此，从理论上来讲动物纤维较植物纤维具有更加优异的吸水性能，且能够经受各种不同电解质的影响。同时，动物纤维也具有与植物纤维同样优良的生物相容性、生物降解性和可再生性，且无毒。无机填料由于其表面含有大量的羟基，引入到聚合物基体中可參与聚合物分子链间的交联反应，因此不仅可以提高聚合物的强度，还可以增加聚合物的吸水性能。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进ー步说明。实施例I : 1)明胶溶液的制备 将6重量份的明胶置于40°C的去离子水中，待明胶充分溶胀后，在50°C的水浴中加热并轻轻摇荡，直至全溶，得明胶溶液，备用； 2)无机纳米粉体分散液的制备 将2. 5重量份的蒙脱土分散于去离子水中超声波下超声处理lOmin，得无机纳米粉体分散液，备用； 3)含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备 将12. 5重量份的羟甲基纤维素分散于含有去离子水的三ロ烧瓶中，分散均匀后加入上述制备的明胶溶液和无机纳米粉体分散液，搅拌30min，加入100重量份丙烯酸类单体、2重量份的引发剂过硫酸铵和O. 5重量份的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，升温至70°C，保温反应2h，即得含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶。实施例2: O明胶溶液的制备 将7重量份的明胶置于40°C的去离子水中，待明胶充分溶胀后，在50°C的水浴中加热并轻轻摇荡，直至全溶，得明胶溶液，备用； 2)无机纳米粉体分散液的制备 将3重量份的纳米ニ氧化硅分散于去离子水中超声波下超声处理lOmin，得无机纳米粉体分散液，备用； 3)含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备 将10重量份的羟丙基甲基纤维素分散于含有去离子水的三ロ烧瓶中，分散均匀后加入上述制备的明胶溶液和无机纳米粉体分散液，搅拌30min，加入100重量份丙烯酸类单体、2重量份的引发剂过硫酸铵和O. 5重量份的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，升温至72°C，保温反应2. 2h，即得含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶。实施例3:1)明胶溶液的制备 将5重量份的明胶置于40°C的去离子水中，待明胶充分溶胀后，在50°C的水浴中加热并轻轻摇荡，直至全溶，得明胶溶液，备用； 2)无机纳米粉体分散液的制备 将3重量份的纳米氧化镁分散于去离子水中超声波下超声处理lOmin，得无机纳米粉体分散液，备用； 3)含动植物纤维和无机 纳米粒子的吸水凝胶的制备 将14重量份的羧甲基纤维素分散于含有去离子水的三ロ烧瓶中，分散均匀后加入上述制备的明胶溶液和无机纳米粉体分散液，搅拌30min，加入IOO重量份丙烯酸类单体、2重量份的引发剂过硫酸铵和O. 5重量份的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，升温至73°C，保温反应2. Ih,即得含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶。实施例4: O明胶溶液的制备 将6. 5重量份的明胶置于40°C的去离子水中，待明胶充分溶胀后，在50°C的水浴中加热并轻轻摇荡，直至全溶，得明胶溶液，备用； 2)无机纳米粉体分散液的制备 将3重量份的蒙脱土分散于去离子水中超声波下超声处理lOmin，得无机纳米粉体分散液，备用； 3)含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备 将13重量份的羟こ基纤维素分散于含有去离子水的三ロ烧瓶中，分散均匀后加入上述制备的明胶溶液和无机纳米粉体分散液，搅拌30min，加入100重量份丙烯酸类单体、2重量份的引发剂过硫酸铵和O. 5重量份的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，升温至74°C，保温反应2. 3h，即得含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶。实施例5: O明胶溶液的制备 将5. 3重量份的明胶置于40°C的去离子水中，待明胶充分溶胀后，在50°C的水浴中加热并轻轻摇荡，直至全溶，得明胶溶液，备用； 2)无机纳米粉体分散液的制备 将2. 8重量份的纳米ニ氧化钛分散于去离子水中超声波下超声处理lOmin，得无机纳米粉体分散液，备用； 3)含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备 将12. 8重量份的羟丙基纤维素分散于含有去离子水的三ロ烧瓶中，分散均匀后加入上述制备的明胶溶液和无机纳米粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤 1)明胶溶液的制备 将5-7重量份的明胶置于40°C的去离子水中，待明胶充分溶胀后，在50°C的水浴中加热并轻轻摇荡，直至全溶，得明胶溶液，备用； 2)无机纳米粉体分散液的制备 将2-3重量份的无机纳米粉体分散于去离子水中超声波下超声处理lOmin，得无机纳米粉体分散液，备用； 3)含动植物纤维和无机纳米粒子的吸水凝胶的制备 将10-14重量份的纤维素分散于含有去离子水的三ロ烧瓶中，分散均匀后加入上述制备的明胶溶液和无机纳米粉体分散液，搅拌30min，加入100重量份丙烯酸类单体、2重量份的引发剂过硫酸铵和O. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍艳，马建中，李娜，孙要刚，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：