一种高回弹性自修复高分子水凝胶及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高回弹性自修复高分子水凝胶及其制备方法。以质量分数计，该水凝胶原料组分组成包括多异氰酸酯15～20份，亲水聚酯多元醇或亲水聚醚多元醇40～75份，丙烯酸酯类单体1～5份，丙烯酰胺类单体10～15份，扩链剂0.5～2份，表面活性剂1～3份，丙烯酸烷基酯类单体0.1～1份，催化剂0.5～2份；制备时，先制备出丙烯酸酯类单体封端的亲水性聚氨酯大分子单体自组装体和丙烯酸烷基酯胶束；然后与丙烯酰胺类单体在光引发下自由基共聚合。所得自修复高分子水凝胶无需任何修复剂和特定环境的要求下即可完成对自身破损的自修复，并且具有优异的回弹性能和和物理机械性能。

主权项

一种高回弹性自修复高分子水凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)丙烯酸酯类单体封端的亲水聚氨酯大分子单体的合成：将亲水聚酯多元醇或亲水聚醚多元醇和扩链剂搅拌均匀，加热升温至90～130℃，真空脱水，放置降温到60℃以下；然后逐滴加入多异氰酸酯，加完后控制温度在70～90℃下反应3～10小时，逐滴加入丙烯酸类单体和催化剂，反应10～64小时，制得丙烯酸酯类单体封端的亲水聚氨酯大分子单体，真空脱泡后密封冷藏待用；2)高回弹性自修复高分子水凝胶的制备：将表面活性剂和氯化钠加入到去离子水中，搅拌直至获得透明溶液，然后将丙烯酸烷基酯类单体加入到透明溶液中并搅拌均匀，得到含丙烯酸烷基酯类单体的胶束水溶液；将所述亲水聚氨酯大分子单体加入到去离子水中，超声处理，得亲水聚氨酯大分子单体的自组装体水溶液；将所述胶束水溶液和自组装体水溶液混合均匀，再加入丙烯酰胺类单体和光引发剂，用超声使其完全溶解；在光引发下进行自由基聚合反应30～120分钟，得到高分子水凝胶；以质量分数计，原料组分组成为：所述的扩链剂为1,4‐丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙三醇、1,4‐环己二醇和间苯二酚羟基醚中的一种或多种；所述的光引发剂为2‐羟基‐2‐甲基‐1‐苯基丙酮、1‐羟基环己基苯基甲酮、2,4,6‐三甲基苯甲酰基‐二苯基氧化膦、二苯甲酮、2‐羟基‐4‐(2‐羟乙氧基)‐2‐甲基苯丙酮和ɑ‐酮戊二酸中的一种或多种；所述催化剂为有机锡催化剂或叔胺类催化剂；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十八烷基二甲基苄基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。