[发明专利]一种含有纤维素纳米晶须的超高强度各向异性水凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种含有纤维素纳米晶须的各向异性水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将客体化合物丙烯酰胺接枝金刚烷、含有纤维素纳米晶须的主体化合物β-环糊精接枝的纤维素纳米晶须、单体丙烯酰胺、单体丙烯酸、引发剂、加速剂混合，并引发聚合，制得基于主客体相互作用的单交联水凝胶；

2)向所得单交联水凝胶施加轴向外力对其进行预拉伸，致使交联网络中的纤维素纳米晶须沿拉伸方向有序排列；

3)将不同预拉伸比的单交联水凝胶浸泡在含铁离子水溶液中，达溶胀平衡后，再在蒸馏水中浸泡以移除交联网络中富余的铁离子，最终制得双物理交联水凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的主体化合物β-环糊精接枝的纤维素纳米晶须通过一步反应制备：将硫酸水解得到的纤维素纳米晶须均匀分散在蒸馏水中后，滴入环糊精碱性溶液混合均匀，再加入环氧氯丙烷在40℃下机械搅拌，反应结束后经纯化处理后真空干燥，即得到主体化合物白色样品。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的客体化合物丙烯酰胺接枝金刚烷采用如下方法制备：将金刚烷胺盐酸盐和三乙胺溶于四氢呋喃溶液，加入丙烯酰氯后冰浴搅拌2小时，再在室温下持续搅拌12小时，最终处理得到客体化合物。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，加入的环氧氯丙烷与环糊精的摩尔比为10:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述引发剂为过硫酸钾、所述加速剂为四甲基乙二胺，采用加热引发聚合。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中丙烯酸与丙烯酰胺的摩尔比为(0.2～0.3)：1。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中对单交联水凝胶施加的预拉伸程度为拉伸至原长的5倍～10倍。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)铁离子水溶液中铁离子的浓度为0.01～0.3mol/L。

9.一种含有纤维素纳米晶须的各向异性水凝胶，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的方法制备得到。