[发明专利]一种高分子凝胶用组合物及其制备的凝胶与应用

权利要求书

1.一种高分子凝胶，其特征在于，所述高分子凝胶采用制备凝胶用组合物经凝胶化得到；所述高分子凝胶为透明的；

所述高分子凝胶的抗溶胀性能优异，在水中溶胀7~30天后，溶胀度为0~3%，力学性能保留系数为80%以上；和/或，所述高分子凝胶具有优异的水下粘接性能，粘接强度为10 kPa-100 MPa；

所述制备凝胶用组合物包括高分子化合物、第一溶剂和第二溶剂；其中，所述高分子化合物为具有氢键作用的高分子和带电的聚电解质；在所述第一溶剂中，高分子化合物内/间的非共价相互作用处于弱化屏蔽状态；在所述第二溶剂中，高分子化合物间的非共价相互作用被激活和增强；

所述具有氢键作用的高分子选自下述物质中的至少一种：聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚氨酯（PU）、琼脂糖（AG）、纤维素（CL）；

所述带电的聚电解质选自下述物质中的至少一种：聚丙烯酸（PAA）、壳聚糖（CS）、明胶（G）和海藻酸钠（SA）；

所述组合物按质量份计，包括：高分子化合物1~60%，交联剂0.1~30%，第一溶剂5~50%和第二溶剂40~99%；所述各组分的质量百分比之和为100%；

所述交联剂选自下述物质中的至少一种：在水中能形成阳离子的化合物，为CaCl₂或FeCl₃；在水中能形成阴离子的化合物，为植酸钠或柠檬酸钠；多羟基化合物，为乙二醇、丙三醇、多巴胺或单宁酸；

所述高分子化合物溶解于所述第一溶剂中，然后置于第二溶剂中经凝胶化得到所述高分子凝胶；所述交联剂溶解于所述第一溶剂中引入，和/或，溶解于所述第二溶剂中引入。

2.如权利要求1所述的高分子凝胶，其特征在于，所述高分子化合物为PVA和PAA，或者PVA和AG。

3.如权利要求2所述的高分子凝胶，其特征在于，所述PVA和PAA的质量比为（1：10）~（10：1）；PVA和AG的质量比为（1：20）~（10：1）。

4.如权利要求3所述的高分子凝胶，其特征在于，所述PVA和PAA的质量比为2：1；PVA和AG的质量比为2：1。

5.如权利要求1所述的高分子凝胶，其特征在于，所述第一溶剂选自有机溶剂，在该有机溶剂中，高分子化合物内/间的非共价相互作用处于弱化屏蔽状态；所述有机溶剂为二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺、N, N-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、离子液体中的至少一种，所述离子液体为四丁基氟化铵。

6.如权利要求1所述的高分子凝胶，其特征在于，所述第二溶剂选自质子化溶剂。

7.如权利要求6所述的高分子凝胶，其特征在于，所述第二溶剂为水、乙二醇、丙三醇中的至少一种。

8.如权利要求1所述的高分子凝胶，其特征在于，所述高分子凝胶的拉伸模量为0.01MPa以上，拉伸强度为0.1 MPa以上，断裂韧性为0.1 kJ/m²以上。

9.如权利要求8所述的高分子凝胶，其特征在于，所述高分子凝胶的拉伸模量为0.1MPa以上，拉伸强度为1 MPa以上，断裂韧性为1 kJ/m²以上。

10.如权利要求9所述的高分子凝胶，其特征在于，所述高分子凝胶的拉伸模量为1 MPa以上，拉伸强度为10 MPa以上，断裂韧性为10 kJ/m²以上。

11.如权利要求1所述的高分子凝胶，其特征在于，所述高分子凝胶具有抗结冰性能，在-40℃条件下放置12 h，其仍具有很好的透明性和柔韧性，不会结冰硬化。