预辐射法制备高弹高韧氧化石墨烯/聚丙烯酰胺复合凝胶

摘要

本发明提供了一种预辐射法制备高弹高韧氧化石墨烯/聚丙烯酰胺复合凝胶的方法。首先用gamma射线对氧化石墨烯进行辐照，再将辐照后的氧化石墨烯加入到丙烯酰胺和其它单体的水溶液中进行接枝反应，然后向溶液中加入亚硫酸氢钠和水溶性偶氮引发剂，低温下进行聚合反应。所述辐照的吸收剂量为5～200kGy，所述其它单体是丙烯酸类、丙烯磺酸类、N‑乙烯基吡咯烷酮类、N‑取代丙烯酰胺类中的一种或几种，所述单体总质量是氧化石墨烯的30‑1000倍，所述水溶性偶氮盐是偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙咪唑啉盐酸盐中一种或几种。按本发明制备的水凝胶具有高弹高韧性能，断裂伸长率大于700%，拉伸断裂强度大于100kPa。

主权项

一种gamma射线预辐射法制备高弹高韧氧化石墨烯/聚丙烯酰胺复合水凝胶的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）首先，将GO加入到去离子水中，超声分散20～60分钟，形成质量浓度为1～20%水溶液，GO尺寸在50～1000nm之间；将GO水溶液转移到试管中，封管后置于gamma射线辐射场中，吸收剂量为5～200kGy；然后，取出试管；（2）将单体丙烯酰胺和其它单体一起溶解到去离子水中，形成单体总质量浓度为15～40%的单体水溶液；打开试管，取出一定量GO水溶液加入到单体水溶液中，单体总质量是GO质量的30～1000倍，搅拌形成均匀溶液；向溶液中充入高纯氮气（纯度大于99.999%）以排除溶液中的氧气；（3）最后，将溶液温度降低到5～15℃，向溶液中加入亚硫酸氢钠和水溶性偶氮盐，亚硫酸氢钠和水溶性偶氮盐在溶液中的浓度分别为0.001～0.01%，保持溶液温度不高于20℃，反应2～10小时；然后，提高反应温度到40～50℃之间再反应1.5～3小时，得到水凝胶；其中，GO为氧化石墨烯。