[发明专利]一种松香基多活性位点丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种松香基多活性位点丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：1)合成多活性位点松香基丙烯酰胺单体；2)将丙烯酰胺、引发剂、交联剂和乳化剂溶解在去离子水中；3)将步骤1)所得的松香基单体溶解在乙醇中；4)将步骤3)所得物料滴加在步骤2)所得的物料中，50±5℃恒温水浴，制得松香基丙烯酰胺复合水凝胶。本发明松香基多活性位点丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法，采用三种天然生物质资源松香为原料合成松香基功能单体，利用合成的单体参与丙烯酰胺水凝胶共聚改性，合成步骤简单，通过两步法得到的复合水凝胶，且解决了纯丙烯酰胺水凝胶耐盐性差、耐热性差、机械性能不足的缺陷，同时兼顾了环保安全的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种松香基多活性位点丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法，属于改性丙烯酰胺水凝胶的制备领域。

背景技术

水凝胶是具有三维网络结构的交联聚合物，其网络结构内部含有大量亲水性基团，具有吸水和高保水性能，被广泛应用于农林、园艺、工业、农业生产、生物医学、药学等方面。根据水凝胶合成材料的不同，可分为天然水凝胶和人工合成水凝胶。天然水凝胶主要是指由生物体，如明胶、壳聚糖、胶原蛋白、纤维蛋白为基体得到的水凝胶，人工合成水凝胶则是由丙烯酰胺、丙烯酸、聚乙烯醇等化学物质为基体制备的水凝胶。根据水凝胶交联方式的不同，可分为物理交联水凝胶和化学交联水凝胶。传统的丙烯酰胺水凝胶由于存在力学性能差的问题使其应用受到限制。

发明内容

为了解决现有技术中传统的丙烯酰胺水凝胶由于存在力学性能差、耐热性不足等缺陷，本发明提供一种松香基多活性位点丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种松香基多活性位点丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：

1)合成松香基单体；

2)将丙烯酰胺(AM)、引发剂、交联剂和乳化剂溶解在去离子水中；

3)将步骤1)所得的松香基单体溶解在乙醇中；

4)将步骤3)所得物料滴加在步骤2)所得的物料中，50±5℃恒温水浴，制得松香基丙烯酰胺复合水凝胶。

本申请相比于目前市面上纯丙烯酰胺水凝胶力学性能和耐盐性均有了非常显著的提升。

为了简化步骤，同时提高产品质量，步骤1)包括：

1.1)原料松香与氯化亚砜酰氯化反应，制得松香酰氯；

1.2)松香酰氯与羟乙基丙烯酰胺反应生成含有丙烯酰胺基团的松香基单体。

为了进一步提高产品的力学性能和耐热性，原料松香为脱氢枞酸、丙烯海松酸或富马海松酸。

本申请利用脱氢枞酸、丙烯海松酸、富马海松酸三种不同活性位点松香为原料合成松香基功能单体，对传统水凝胶进行化学改性，相比市面在售的纯丙烯酰胺水凝胶，复合水凝胶的力学性能提高，耐热性得到显著改善。

脱氢枞酸的结构式为：丙烯海松酸的结构式为：富马海松酸的结构式为：

三种松香基单体的合成路线如下：

本申请采用三种不同元松香为原料，合成了高热稳定性、高力学性能的复合水凝胶，为松香这类天然资源在新进材料领域开发中提供了新的视角。

为了进一步提高产品的力学性能和耐盐性，步骤1)包括：

1.1)将原料松香溶解在二氯甲烷中，然后滴加氯化亚砜，油浴条件下，冷凝管回流4±0.2h，然后旋蒸得到棕色油状松香酰氯；其中，二氯甲烷用量为每克松香2-5mL；