【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于凝膠制備，更具體地涉及一種高強度高韌性凝膠及其制備方法。
技術介紹
1、傳統凝膠由于機械性能差的缺點，極大限制了其應用范圍。因此，近年來人們發展了多種方法用來提高凝膠的機械性能，主要包括通過修飾共價網絡來提高凝膠的韌性和力學強度；本領域的技術人員通常把強度高于0.4mpa，韌性不低于1mj/m2的凝膠稱為高強度、高韌性凝膠。引入交聯劑或第二單體，并采用紫外光誘導固化技術來增強凝膠的力學強度。然而，這些方法普遍存在制備過程繁瑣、難以放大的問題，因此很難推廣應用。由此亟需尋找更為簡便有效的解決方案以推動凝膠材料的廣泛應用。
技術實現思路
1、針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本專利技術的目的是提供一種高強度高韌性凝膠的制備方法，有效解決傳統高性能凝膠制備過程繁瑣、難以放大的問題，為高強度高韌性凝膠的制備提供一種新方案。
2、本專利技術的技術方案是這樣實現的：它包括以下步驟，
3、
4、將上述通式的聚合物與醇類有機溶劑和低沸點溶劑混合均勻，然后去除低沸點的溶劑得到高強度高韌性凝膠。
5、所述聚合物中含有羥基，酰胺基，氨基，羧基，巰基，咪唑，硼酸基，嘧啶酮基，磷酸基功能性官能團的一種或幾種；所述聚合物的分子量不低于10000da。
6、優選，所述聚合物為聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸中的一種或兩種。
7、所述的醇類有機溶劑選擇乙二醇、甘油、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇，或分子量為200、400、600、800的聚
8、所述的低沸點溶劑為沸點不高于100℃的溶劑。
9、優選，所述的低沸點溶劑為水、乙醇、正己烷、環己烷、四氫呋喃中的一種或幾種。所述的低沸點溶劑去除是通過升溫蒸發、減壓蒸發、旋蒸或噴涂方法中的一種或幾種實現的。
10、作為本專利技術的進一步優選，制備得到的高強度、高韌性凝膠，其強度高于0.4mpa，韌性不低于1mj/m2。
11、所述聚合物為能夠與醇類有機溶劑形成非共價鍵交聯的聚合物；所述非共價鍵為離子鍵相互作用、氫鍵相互作用、靜電相互作用、親疏水相互作用、鹵鍵、主-客體識別作用、動態硼酯鍵、二硫鍵及配位鍵相互作用中的任意一種；所述聚合物為玻璃化轉變溫度高于25℃的固體；
12、本專利技術與現有技術相比，能夠取得以下有益效果：
13、(1)方法簡單，易于放大：本專利技術通過物理共混方法將聚合物與溶劑組合，實現了高強度、高韌性凝膠的快速、大面積制備。利用低沸點溶劑對聚合物網絡的交聯作用以及聚合物分子鏈間的纏結作用，來提高凝膠的力學強度和韌性。與傳統依賴化學修飾或引入交聯劑紫外光固化的方法相比，本專利技術不涉及復雜的化學反應，操作步驟更為簡便且條件易于控制，從而有利于大規模生產。
14、(2)本專利技術成本低廉，綠色環保：本專利技術所用聚合物優選為聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸，醇類有機溶劑為分子量為200、400、600、800的聚乙二醇或聚丙二醇，或具有高沸點的乙二醇、甘油、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇，低沸點溶劑則優選為乙醇或水。上述原料均價格低廉、可工業化生產。通過簡單的物理共混技術將這些原料組合來制備高性能凝膠，有效降低了材料的生產成本，便于該方法的推廣和應用。
15、綜上所述，本專利技術采用聚合物與溶劑一步物理共混的方法，通過引入能夠與聚合物產生非共價交聯的溶劑，并利用聚合物分子鏈纏結來提高凝膠的力學性能，從而實現了高強度、高韌性凝膠材料的簡單、快速規模化制備。
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1.一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟，
2.根據權利要求1所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述聚合物中含有羥基，酰胺基，氨基，羧基，巰基，咪唑，硼酸基，嘧啶酮基，磷酸基功能性官能團的一種或幾種；所述聚合物的分子量不低于10000Da。
3.根據權利要求1所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述聚合物為聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸中的一種或兩種。
4.根據權利要求1所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述的醇類有機溶劑選擇乙二醇、甘油、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇，或分子量為200、400、600、800的聚乙二醇、聚丙二醇中的一種或幾種。
5.根據權利要求4所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述的醇類有機溶劑為沸點高于150℃的液態小分子溶劑或液態低聚物，其在凝膠體系中質量占比為5～50％。
6.根據權利要求1所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述的低沸點溶劑為沸點不高于100℃的溶劑。
7.根據權利要求6所述的
8.根據權利要求1所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述的低沸點溶劑去除是通過升溫蒸發、減壓蒸發、旋蒸或噴涂方法中的一種或幾種實現的。
...【技術特征摘要】
1.一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟，
2.根據權利要求1所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述聚合物中含有羥基，酰胺基，氨基，羧基，巰基，咪唑，硼酸基，嘧啶酮基，磷酸基功能性官能團的一種或幾種；所述聚合物的分子量不低于10000da。
3.根據權利要求1所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述聚合物為聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸中的一種或兩種。
4.根據權利要求1所述的一種高強度高韌性凝膠的制備方法，其特征在于：所述的醇類有機溶劑選擇乙二醇、甘油、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇，或分子量為200、400、600、800的聚乙二醇、聚丙二醇中的一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李苗苗，王禹皓，劉學清，胡榮東，李宇航，
申請(專利權)人：江漢大學，
類型：發明
國別省市：
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