CN109081941A - 一种可降解高弹海绵的制备方法 - Google Patents

一种可降解高弹海绵的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109081941A
CN109081941A CN201810948913.4A CN201810948913A CN109081941A CN 109081941 A CN109081941 A CN 109081941A CN 201810948913 A CN201810948913 A CN 201810948913A CN 109081941 A CN109081941 A CN 109081941A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
weight
preparation
sponge
conditions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810948913.4A
Other languages
English (en)
Inventor
卢伟
蔡盼盼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deqing Gu Shu Hua Hua Polymer Material Co Ltd
Original Assignee
Deqing Gu Shu Hua Hua Polymer Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deqing Gu Shu Hua Hua Polymer Material Co Ltd filed Critical Deqing Gu Shu Hua Hua Polymer Material Co Ltd
Priority to CN201810948913.4A priority Critical patent/CN109081941A/zh
Publication of CN109081941A publication Critical patent/CN109081941A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/40—Impregnation
    • C08J9/42—Impregnation with macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/40—Impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08J2333/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明涉及海绵领域，尤其涉及一种环境友好且具备优良力学性能的可降解高弹海绵的制备方法，其包括：S1)配料；S2)配制用以浸渍改性的混合溶液；S3)对复合海绵基体进行改性；S4)加入添加成分并进行硫化制备得到可降解高弹海绵。本发明中所用基体材料及其中大量组分均为绿色环保可降解材料，所制得的产品也更加绿色环保，具有良好的生物相容性，制备过程和使用过程对人体无危害，且还具有良好的化学稳定性和优秀的力学性能，尤其在弹性性能上极为优秀。

Description

一种可降解高弹海绵的制备方法
技术领域
本发明涉及海绵领域，尤其涉及一种环境友好且具备优良力学性能的可降解高弹海绵的制备方法。
背景技术
海绵是一种极为常见的多孔材料，具有良好的吸水性，部分具有良好的弹性、变形恢复性等等性能，能够用于清洁物品或用于生产一些舒适柔软的座垫。
人们常用的海绵由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成。另外，也有由海绵动物制成的天然海绵，大多数天然海绵用于身体清洁或绘画。另外，还有三类其他材料制成的合成海绵，分别为低密度聚醚(不吸水海绵)、聚乙烯醇(高吸水材料，无明显气孔)和聚酯。
目前来说，市场上海绵的生成成本与海绵密度呈正相关，密度越高成本也越高，但低密度海绵的物理性能往往不如高密度海绵，特别是在作为座垫等方面的使用，因而寻求一种低密度却有良好力学性能能够符合国际上座垫海绵所需力学性能标准的低密度高弹性海绵是一大发展方向。同时目前海绵的制备过程中产生的污染较大，海绵多为人造高聚物难以降解，发泡剂在发泡过程中对人造成危害、对环境造成污染，也是一个亟待解决的问题。
中国专利局于2017年2月15日公布了一个一种低密度高承载海绵及制作工艺的发明专利申请文件，申请公布号为CN106397711A，该发明专利通过降低海绵的发泡密度，使得生产相同体积的海绵时所需的生产物料大幅减少，降低了生产成本，另一方面选用了聚醚多元醇和聚合物多元醇提高了海绵的硬度，避免了因密度过低而造成物理性能下降的问题。但其仍存在海绵的制备过程中产生的污染较大，人造高聚物难以降解，发泡剂在发泡过程中对人造成危害、对环境造成污染的问题。
发明内容
为解决上述高密度海绵生产成本过高，低密度海绵力学性能较差无法符合座垫海绵标准，且目前海绵的制备过程中产生的污染较大，人造高聚物难以降解，发泡剂在发泡过程中对人造成危害、对环境造成污染的问题，本发明提供了一种环境友好且具备优良力学性能的可降解高弹海绵的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可降解高弹海绵的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：
S1)按照复合海绵基体100份，A添加剂3～5.5重量份，B添加剂4～9重量份，氧化锌0.5～1.1重量份，氟硅酸钠1.75～2.55重量份，A促进剂2.35～4.5重量份和B促进剂1.1～2.35重量份的比例称取各组分进行配料；
S2)将A添加剂溶于适量的水中置于80～90℃条件下超声震荡36～48h，配制成4～6.5wt％的A添加剂水溶液，加入B添加剂，置于65～75℃条件下超声震荡3～5h，得到混合溶液；
S3)将复合海绵基体浸渍于步骤S2)所得的混合溶液中，置于85～90℃水浴中超声震荡12～18h，随后静置20～28h，取出浸渍后的复合海绵基体，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-25～-30℃条件下冷冻5～6h，置于1～4℃条件下解冻2～3.5h，置于15～20℃条件下解冻2～2.5h，此为一个循环，重复此循环4～6次，得到改性基体；
S4)将氟硅酸钠、A促进剂和B促进剂配制成合浓度为15～35wt％的乙醇溶液，并将步骤S3)所制得的改性基体置于其中浸渍6～8h，再加入氧化锌，置于100～115℃条件下水热12～16h，随后冷却至20～25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到可降解高弹海绵。
作为优选，步骤S1)所述配料按照复合海绵基体100份，A添加剂3.95～4.25重量份，B添加剂6.75～7.5重量份，氧化锌0.8～1.05重量份，氟硅酸钠1.95～2.15重量份，A促进剂3.15～3.5重量份和B促进剂1.9～2.15重量份的比例称取各组分。
作为优选，步骤S1)所述配料按照复合海绵基体100份，A添加剂4.05重量份，B添加剂7.1重量份，氧化锌0.95重量份，氟硅酸钠2.05重量份，A促进剂3.35重量份和B促进剂1.95重量份的比例称取各组分。
作为优选，步骤S1)所述复合海绵基体的制备方法包括以下制备步骤：
1)高分子添加剂制备：
a)将顺丁烯二酸酐和其50倍重量份的去离子水混合，加入到装有回流冷凝装置的仪器中，并通过油浴加热并恒温至60℃，在60℃条件下搅拌反应30～35min，转速为500～1000r/min，水解得到顺丁烯二酸酐溶液；
b)在冰浴条件下，向步骤a)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入氨水，搅拌均匀后升温至85℃，反应175～200min，转速为500～1000r/min，反映结束后趁热导入瓷质容器中在80～85℃条件下干燥，干燥后得到白色固体状的顺丁烯二酸酐铵盐；
c)将步骤b)得到的顺丁烯二酸酐铵盐置于150～230℃的高温环境中进行聚合反应1～5h，的聚琥珀酰亚胺，并研磨至粉末状；
d)将步骤c)所得粉末状聚琥珀酰亚胺加入到过量水中，搅拌溶解，以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至10.9～11.2，在50℃水浴条件下水解60～80min，并以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液保持水解过程pH值保持在10.8～11.2，随后向溶液中边搅拌边加入无水乙醇，产生棕色油状液滴后缓慢滴加，直至上层不产生白色浑浊物，对溶液进行震荡分液，去下层液体置于120～130℃环境中干燥至每小时质量变化率小于0.5％，即得到高分子添加剂；
2)将膨润土溶于其100～120倍重量份的去离子水中，对其进行超声分散60～80min，通入氮气对其进行吹扫30～35min，使其脱气；
3)向步骤2)经脱气后的膨润土分散水溶液中加入丙烯酰胺、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤1)所制得的高分子添加剂的混合物，搅拌混合均匀后加入十二烷基硫酸钠和辅助发泡剂以600～800r/min的转速进行快速搅拌15～20min，再以120～180r/min的转速进行慢速搅拌20～30min，随后加入过硫酸铵开始反应，反应过程中控制升温至75℃并保持5～6h，反应结束后以去离子水冲洗，并在45～50℃条件下干燥48～50h，得到复合海绵基体。
本发明中复合海绵基体以丙烯酰胺单体作为合成单体，是因为它是一种非离子单体，可以提高所制备的复合海绵基体的一定耐盐性能，丙烯酰胺单体和交联剂配比及各聚合物和引发剂用量都会影响水凝胶交联程度，从而影响其性能。交联剂的质量较小导致交联密度较低，易溶解，导致其吸水性差；相反，高质量交联剂产生更多的交联点，产生额外的网络并降低可用的自由体积，因而也会降低其吸水性。所选用的N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂具有与丙烯酰胺单体最好的适配程度，为水凝胶提供了一个极好的交联程度，提供了其较优的吸水性能性能。此外引发剂过硫酸铵同样若用量过大，则会造成反应剧烈，产生大量的副产物并导致其结构破坏，造成性能下降，若引发剂过硫酸铵用量过小，则会导致反应不完全，交联/线性非交联网络结构不稳定，也会造成性能下降。
在复合海绵基体中，交联/线性非交联混合的网络结构使得复合海绵基体具有极为优异的力学性能，其在弹性模量、压缩永久变形值及断裂伸长率等性能上相较于普通海绵体均有极大的提升，并且由十二烷基硫酸钠和辅助发泡剂产生协同发泡效果，相较于油酸钾、硫酸铵、甘油等易造成污染或对人体产生不良影响的发泡剂，更具环保价值。
作为优选，所述复合海绵基体中所用原料的质量份数配比为膨润土1～5重量份，丙烯酰胺单体80～125重量份，聚乙烯醇25～35重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺5.5～12.5重量份，过硫酸铵3～5重量份，十二烷基硫酸钠3.5～5.5重量份，辅助发泡剂0.35～0.85重量份，顺丁烯二酸酐3.5～6重量份和氨水4～7重量份。
作为优选，所述辅助发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
十二烷基硫酸钠是一种阴离子表面活性剂，属于表面活性剂类发泡剂，能够有效降低液体的表面张力并在液膜表面双电子层排列而包围空气，形成气泡，再由单个气泡进而组成泡沫群，具有极强的发泡能力，并且生物降解性在90％以上，在回收时可大程度降解而避免污染；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠又名为乙氧基化烷基硫酸钠、脂肪醇醚硫酸钠，同样是一种阴离子表面活性剂，对人体十分温和，并且在50℃以上或在弱酸性条件下即可分解，即发生水解，产生无公害物质，因而在回收时也可极大程度地避免污染环境，且在辅助发泡剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的协同作用下，十二烷基硫酸钠的发泡效果更优，其产生的气泡更加细密，有利于提高材料的力学性能。在两者的协同作用下能够起到更加优秀的发泡效果。
作为优选，步骤S1)所述A添加剂为聚乙烯醇。
作为优选，步骤S1)所述B添加剂为聚乙二醇。
聚乙烯醇是一种安全性极为优秀的高分子材料，由于其具有环境友好和高生物相容性的特点，因此在生物材料和组织工程领域均有应用，并且其水溶性良好，具有高度的结晶性、化学稳定性、热稳定性和机械强度，与复合海绵基体的协同作用能够极大的增强基体材料的力学性能，在加以聚乙二醇配合能够对力学性能作出进一步的提高。
作为优选，步骤S1)所述A促进剂为二苄基二硫代氨基甲醇锌。
作为优选，步骤S1)所述B促进剂为2-巯醇基苯并噻唑。
二苄基二硫代氨基甲醇锌和2-巯醇基苯并噻唑均属于硫化剂，其中二苄基二硫代氨基甲醇锌作为一种常规硫化剂，2-巯醇基苯并噻唑是一种酸性硫化剂，硫化温度较低，具有中等的硫化速度，本身具有较好的硫化作用，在制备过程中能够起到良好的促进作用，二苄基二硫代氨基甲醇锌在2-巯醇基苯并噻唑的协同作用下能够大大强化其硫化效果和硫化效率。
本发明的有益效果是：
1)本发明制备方法中所用基体材料及其中大量组分均为绿色环保可降解材料，所制得的产品也更加绿色环保；
2)本发明方法所制备的可降解高弹海绵具有良好的生物相容性，制备过程和使用过程对人体无危害；
3)本发明方法所制备的可降解高弹海绵具有良好的化学稳定性；
4)本发明方法所制备的可降解高弹海绵具有极为优秀的力学性能，尤其在弹性性能上极为优秀。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。
实施例1
制备复合海绵基体，其制备步骤为：
1)配料：膨润土1重量份，丙烯酰胺单体80重量份，聚乙烯醇25重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺5.5重量份，过硫酸铵3重量份，十二烷基硫酸钠3.5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.35重量份，顺丁烯二酸酐3.5重量份和氨水4重量份；
2)高分子添加剂制备：
a)将顺丁烯二酸酐和其50倍重量份的去离子水混合，加入到装有回流冷凝装置的仪器中，并通过油浴加热并恒温至60℃，在60℃条件下搅拌反应30min，转速为500r/min，水解得到顺丁烯二酸酐溶液；
b)在冰浴条件下，向步骤a)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入氨水，搅拌均匀后升温至85℃，反应175min，转速为500r/min，反映结束后趁热导入瓷质容器中在80℃条件下干燥，干燥后得到白色固体状的顺丁烯二酸酐铵盐；
c)将步骤b)得到的顺丁烯二酸酐铵盐置于150℃的高温环境中进行聚合反应5h，的聚琥珀酰亚胺，并研磨至粉末状；
d)将步骤c)所得粉末状聚琥珀酰亚胺加入到过量水中，搅拌溶解，以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至10.9，在50℃水浴条件下水解60min，并以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液保持水解过程pH值保持在10.8，随后向溶液中边搅拌边加入无水乙醇，产生棕色油状液滴后缓慢滴加，直至上层不产生白色浑浊物，对溶液进行震荡分液，去下层液体置于120℃环境中干燥至每小时质量变化率小于0.5％，即得到高分子添加剂；
3)将膨润土溶于其100倍重量份的去离子水中，对其进行超声分散60min，通入氮气对其进行吹扫30min，使其脱气；
4)向步骤3)经脱气后的膨润土分散水溶液中加入丙烯酰胺、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤2)所制得的高分子添加剂的混合物，搅拌混合均匀后加入十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠以600r/min的转速进行快速搅拌15min，再以120r/min的转速进行慢速搅拌20min，随后加入过硫酸铵开始反应，反应过程中控制升温至75℃并保持5h，反应结束后以去离子水冲洗，并在45℃条件下干燥48h，得到复合海绵基体。
实施例2
制备复合海绵基体，其制备步骤为：
1)配料：膨润土5重量份，丙烯酰胺单体125重量份，聚乙烯醇35重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺12.5重量份，过硫酸铵5重量份，十二烷基硫酸钠5.5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.85重量份，顺丁烯二酸酐6重量份和氨水7重量份；
2)高分子添加剂制备：
a)将顺丁烯二酸酐和其50倍重量份的去离子水混合，加入到装有回流冷凝装置的仪器中，并通过油浴加热并恒温至60℃，在60℃条件下搅拌反应35min，转速为1000r/min，水解得到顺丁烯二酸酐溶液；
b)在冰浴条件下，向步骤a)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入氨水，搅拌均匀后升温至85℃，反应200min，转速为1000r/min，反映结束后趁热导入瓷质容器中在85℃条件下干燥，干燥后得到白色固体状的顺丁烯二酸酐铵盐；
c)将步骤b)得到的顺丁烯二酸酐铵盐置于230℃的高温环境中进行聚合反应1h，的聚琥珀酰亚胺，并研磨至粉末状；
d)将步骤c)所得粉末状聚琥珀酰亚胺加入到过量水中，搅拌溶解，以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至11.2，在50℃水浴条件下水解80min，并以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液保持水解过程pH值保持在11.2，随后向溶液中边搅拌边加入无水乙醇，产生棕色油状液滴后缓慢滴加，直至上层不产生白色浑浊物，对溶液进行震荡分液，去下层液体置于130℃环境中干燥至每小时质量变化率小于0.5％，即得到高分子添加剂；
3)将膨润土溶于其120倍重量份的去离子水中，对其进行超声分散80min，通入氮气对其进行吹扫35min，使其脱气；
4)向步骤3)经脱气后的膨润土分散水溶液中加入丙烯酰胺、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤2)所制得的高分子添加剂的混合物，搅拌混合均匀后加入十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠以800r/min的转速进行快速搅拌20min，再以180r/min的转速进行慢速搅拌30min，随后加入过硫酸铵开始反应，反应过程中控制升温至75℃并保持6h，反应结束后以去离子水冲洗，并在50℃条件下干燥50h，得到复合海绵基体。
实施例3
制备复合海绵基体，其制备步骤为：
1)配料：膨润土3.5重量份，丙烯酰胺单体105重量份，聚乙烯醇31重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺8.75重量份，过硫酸铵3.5重量份，十二烷基硫酸钠5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.75重量份，顺丁烯二酸酐4.55重量份和氨水5.5重量份；
2)高分子添加剂制备：
a)将顺丁烯二酸酐和其50倍重量份的去离子水混合，加入到装有回流冷凝装置的仪器中，并通过油浴加热并恒温至60℃，在60℃条件下搅拌反应30min，转速为800r/min，水解得到顺丁烯二酸酐溶液；
b)在冰浴条件下，向步骤a)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入氨水，搅拌均匀后升温至85℃，反应180min，转速为600r/min，反映结束后趁热导入瓷质容器中在85℃条件下干燥，干燥后得到白色固体状的顺丁烯二酸酐铵盐；
c)将步骤b)得到的顺丁烯二酸酐铵盐置于200℃的高温环境中进行聚合反应2.5h，的聚琥珀酰亚胺，并研磨至粉末状；
d)将步骤c)所得粉末状聚琥珀酰亚胺加入到过量水中，搅拌溶解，以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至11，在50℃水浴条件下水解60min，并以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液保持水解过程pH值保持在11，随后向溶液中边搅拌边加入无水乙醇，产生棕色油状液滴后缓慢滴加，直至上层不产生白色浑浊物，对溶液进行震荡分液，去下层液体置于125℃环境中干燥至每小时质量变化率小于0.5％，即得到高分子添加剂；
3)将膨润土溶于其110倍重量份的去离子水中，对其进行超声分散60min，通入氮气对其进行吹扫35min，使其脱气；
4)向步骤3)经脱气后的膨润土分散水溶液中加入丙烯酰胺、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤2)所制得的高分子添加剂的混合物，搅拌混合均匀后加入十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠以700r/min的转速进行快速搅拌20min，再以150r/min的转速进行慢速搅拌30min，随后加入过硫酸铵开始反应，反应过程中控制升温至75℃并保持6h，反应结束后以去离子水冲洗，并在45℃条件下干燥48h，得到复合海绵基体。
实施例4
制备复合海绵基体，其制备步骤为：
1)配料：膨润土3.5重量份，丙烯酰胺单体105重量份，聚乙烯醇31重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺8.75重量份，过硫酸铵3.5重量份，十二烷基硫酸钠5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.75重量份，顺丁烯二酸酐4.55重量份和氨水5.5重量份；
2)高分子添加剂制备：
a)将顺丁烯二酸酐和其50倍重量份的去离子水混合，加入到装有回流冷凝装置的仪器中，并通过油浴加热并恒温至60℃，在60℃条件下搅拌反应30min，转速为800r/min，水解得到顺丁烯二酸酐溶液；
b)在冰浴条件下，向步骤a)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入氨水，搅拌均匀后升温至85℃，反应180min，转速为600r/min，反映结束后趁热导入瓷质容器中在85℃条件下干燥，干燥后得到白色固体状的顺丁烯二酸酐铵盐；
c)将步骤b)得到的顺丁烯二酸酐铵盐置于200℃的高温环境中进行聚合反应2.5h，的聚琥珀酰亚胺，并研磨至粉末状；
d)将步骤c)所得粉末状聚琥珀酰亚胺加入到过量水中，搅拌溶解，以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至11，在50℃水浴条件下水解60min，并以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液保持水解过程pH值保持在11，随后向溶液中边搅拌边加入无水乙醇，产生棕色油状液滴后缓慢滴加，直至上层不产生白色浑浊物，对溶液进行震荡分液，去下层液体置于125℃环境中干燥至每小时质量变化率小于0.5％，即得到高分子添加剂；
3)将膨润土溶于其110倍重量份的去离子水中，对其进行超声分散60min，通入氮气对其进行吹扫35min，使其脱气；
4)向步骤3)经脱气后的膨润土分散水溶液中加入丙烯酰胺、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤2)所制得的高分子添加剂的混合物，搅拌混合均匀后加入十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠以700r/min的转速进行快速搅拌20min，再以150r/min的转速进行慢速搅拌30min，随后加入过硫酸铵开始反应，反应过程中控制升温至75℃并保持6h，反应结束后以去离子水冲洗，并在45℃条件下干燥48h，得到复合海绵基体。
实施例5
制备复合海绵基体，其制备步骤为：
1)配料：膨润土3.5重量份，丙烯酰胺单体105重量份，聚乙烯醇31重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺8.75重量份，过硫酸铵3.5重量份，十二烷基硫酸钠5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.75重量份，顺丁烯二酸酐4.55重量份和氨水5.5重量份；
2)高分子添加剂制备：
a)将顺丁烯二酸酐和其50倍重量份的去离子水混合，加入到装有回流冷凝装置的仪器中，并通过油浴加热并恒温至60℃，在60℃条件下搅拌反应30min，转速为800r/min，水解得到顺丁烯二酸酐溶液；
b)在冰浴条件下，向步骤a)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入氨水，搅拌均匀后升温至85℃，反应180min，转速为600r/min，反映结束后趁热导入瓷质容器中在85℃条件下干燥，干燥后得到白色固体状的顺丁烯二酸酐铵盐；
c)将步骤b)得到的顺丁烯二酸酐铵盐置于200℃的高温环境中进行聚合反应2.5h，的聚琥珀酰亚胺，并研磨至粉末状；
d)将步骤c)所得粉末状聚琥珀酰亚胺加入到过量水中，搅拌溶解，以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至11，在50℃水浴条件下水解60min，并以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液保持水解过程pH值保持在11，随后向溶液中边搅拌边加入无水乙醇，产生棕色油状液滴后缓慢滴加，直至上层不产生白色浑浊物，对溶液进行震荡分液，去下层液体置于125℃环境中干燥至每小时质量变化率小于0.5％，即得到高分子添加剂；
3)将膨润土溶于其110倍重量份的去离子水中，对其进行超声分散60min，通入氮气对其进行吹扫35min，使其脱气；
4)向步骤3)经脱气后的膨润土分散水溶液中加入丙烯酰胺、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤2)所制得的高分子添加剂的混合物，搅拌混合均匀后加入十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠以700r/min的转速进行快速搅拌20min，再以150r/min的转速进行慢速搅拌30min，随后加入过硫酸铵开始反应，反应过程中控制升温至75℃并保持6h，反应结束后以去离子水冲洗，并在45℃条件下干燥48h，得到复合海绵基体。
实施例6
一种可降解高弹海绵的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：
S1)按照复合海绵基体100份，聚乙烯醇3重量份，聚乙二醇4重量份，氧化锌0.5重量份，氟硅酸钠1.75重量份，二苄基二硫代氨基甲醇锌2.35重量份和2-巯醇基苯并噻唑1.1重量份的比例称取各组分进行配料；
S2)将聚乙烯醇溶于适量的水中置于80℃条件下超声震荡36h，配制成4wt％的聚乙烯醇水溶液，加入聚乙二醇，置于65℃条件下超声震荡3h，得到混合溶液；
S3)将复合海绵基体浸渍于步骤S2)所得的混合溶液中，置于85℃水浴中超声震荡12h，随后静置20h，取出浸渍后的复合海绵基体，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-25℃条件下冷冻5h，置于1℃条件下解冻2h，置于15℃条件下解冻2h，此为一个循环，重复此循环4次，得到改性基体；
S4)将氟硅酸钠、二苄基二硫代氨基甲醇锌和2-巯醇基苯并噻唑配制成合浓度为15wt％的乙醇溶液，并将步骤S3)所制得的改性基体置于其中浸渍6h，再加入氧化锌，置于100℃条件下水热12h，随后冷却至20℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到可降解高弹海绵。
其中步骤S1)所述及步骤S3)所用的复合海绵基体均为实施例1所制得。
实施例7
一种可降解高弹海绵的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：
S1)按照复合海绵基体100份，聚乙烯醇5.5重量份，聚乙二醇9重量份，氧化锌1.1重量份，氟硅酸钠2.55重量份，二苄基二硫代氨基甲醇锌4.5重量份和2-巯醇基苯并噻唑2.35重量份的比例称取各组分进行配料；
S2)将聚乙烯醇溶于适量的水中置于90℃条件下超声震荡48h，配制成6.5wt％的聚乙烯醇水溶液，加入聚乙二醇，置于75℃条件下超声震荡5h，得到混合溶液；
S3)将复合海绵基体浸渍于步骤S2)所得的混合溶液中，置于90℃水浴中超声震荡18h，随后静置28h，取出浸渍后的复合海绵基体，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-30℃条件下冷冻6h，置于4℃条件下解冻3.5h，置于20℃条件下解冻2.5h，此为一个循环，重复此循环6次，得到改性基体；
S4)将氟硅酸钠、二苄基二硫代氨基甲醇锌和2-巯醇基苯并噻唑配制成合浓度为35wt％的乙醇溶液，并将步骤S3)所制得的改性基体置于其中浸渍8h，再加入氧化锌，置于115℃条件下水热16h，随后冷却至25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到可降解高弹海绵。
其中步骤S1)所述及步骤S3)所用的复合海绵基体均为实施例2所制得。
实施例8
一种可降解高弹海绵的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：
S1)按照复合海绵基体100份，聚乙烯醇3.95重量份，聚乙二醇6.75重量份，氧化锌0.8重量份，氟硅酸钠1.95重量份，二苄基二硫代氨基甲醇锌3.15重量份和2-巯醇基苯并噻唑1.9重量份的比例称取各组分进行配料；
S2)将聚乙烯醇溶于适量的水中置于80℃条件下超声震荡48h，配制成5.5wt％的聚乙烯醇水溶液，加入聚乙二醇，置于70℃条件下超声震荡4h，得到混合溶液；
S3)将复合海绵基体浸渍于步骤S2)所得的混合溶液中，置于85℃水浴中超声震荡16h，随后静置24h，取出浸渍后的复合海绵基体，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-25℃条件下冷冻5h，置于1℃条件下解冻2.5h，置于20℃条件下解冻2h，此为一个循环，重复此循环5次，得到改性基体；
S4)将氟硅酸钠、二苄基二硫代氨基甲醇锌和2-巯醇基苯并噻唑配制成合浓度为25wt％的乙醇溶液，并将步骤S3)所制得的改性基体置于其中浸渍7h，再加入氧化锌，置于110℃条件下水热14h，随后冷却至25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到可降解高弹海绵。
其中步骤S1)所述及步骤S3)所用的复合海绵基体均为实施例3所制得。
实施例9
一种可降解高弹海绵的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：
S1)按照复合海绵基体100份，聚乙烯醇4.25重量份，聚乙二醇7.5重量份，氧化锌1.05重量份，氟硅酸钠2.15重量份，二苄基二硫代氨基甲醇锌3.5重量份和2-巯醇基苯并噻唑2.15重量份的比例称取各组分进行配料；
S2)将聚乙烯醇溶于适量的水中置于80℃条件下超声震荡48h，配制成5.5wt％的聚乙烯醇水溶液，加入聚乙二醇，置于70℃条件下超声震荡4h，得到混合溶液；
S3)将复合海绵基体浸渍于步骤S2)所得的混合溶液中，置于85℃水浴中超声震荡16h，随后静置24h，取出浸渍后的复合海绵基体，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-25℃条件下冷冻5h，置于1℃条件下解冻2.5h，置于20℃条件下解冻2h，此为一个循环，重复此循环5次，得到改性基体；
S4)将氟硅酸钠、二苄基二硫代氨基甲醇锌和2-巯醇基苯并噻唑配制成合浓度为25wt％的乙醇溶液，并将步骤S3)所制得的改性基体置于其中浸渍7h，再加入氧化锌，置于110℃条件下水热14h，随后冷却至25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到可降解高弹海绵。
其中步骤S1)所述及步骤S3)所用的复合海绵基体均为实施例4所制得。
实施例10
一种可降解高弹海绵的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：
S1)按照复合海绵基体100份，聚乙烯醇4.05重量份，聚乙二醇7.1重量份，氧化锌0.95重量份，氟硅酸钠2.05重量份，二苄基二硫代氨基甲醇锌3.35重量份和2-巯醇基苯并噻唑1.95重量份的比例称取各组分进行配料；
S2)将聚乙烯醇溶于适量的水中置于80℃条件下超声震荡48h，配制成5.5wt％的聚乙烯醇水溶液，加入聚乙二醇，置于70℃条件下超声震荡4h，得到混合溶液；
S3)将复合海绵基体浸渍于步骤S2)所得的混合溶液中，置于85℃水浴中超声震荡16h，随后静置24h，取出浸渍后的复合海绵基体，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-25℃条件下冷冻5h，置于1℃条件下解冻2.5h，置于20℃条件下解冻2h，此为一个循环，重复此循环5次，得到改性基体；
S4)将氟硅酸钠、二苄基二硫代氨基甲醇锌和2-巯醇基苯并噻唑配制成合浓度为25wt％的乙醇溶液，并将步骤S3)所制得的改性基体置于其中浸渍7h，再加入氧化锌，置于110℃条件下水热14h，随后冷却至25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到可降解高弹海绵。
其中步骤S1)所述及步骤S3)所用的复合海绵基体均为实施例5所制得。
对实施例6～10的可降解高弹海绵进行检测，部分检测结果如下表所示。
由上表可明显看出，本发明的可降解高弹海绵具有非常良好的力学性能。

Claims (10)

1.一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下制备步骤：
S1)按照复合海绵基体100份，A添加剂3～5.5重量份，B添加剂4～9重量份，氧化锌0.5～1.1重量份，氟硅酸钠1.75～2.55重量份，A促进剂2.35～4.5重量份和B促进剂1.1～2.35重量份的比例称取各组分进行配料；
S2)将A添加剂溶于适量的水中置于80～90℃条件下超声震荡36～48h，配制成4～6.5wt％的A添加剂水溶液，加入B添加剂，置于65～75℃条件下超声震荡3～5h，得到混合溶液；
S3)将复合海绵基体浸渍于步骤S2)所得的混合溶液中，置于85～90℃水浴中超声震荡12～18h，随后静置20～28h，取出浸渍后的复合海绵基体，以吸水纸吸去其表面溶液，再将其置于-25～-30℃条件下冷冻5～6h，置于1～4℃条件下解冻2～3.5h，置于15～20℃条件下解冻2～2.5h，此为一个循环，重复此循环4～6次，得到改性基体；
S4)将氟硅酸钠、A促进剂和B促进剂配制成合浓度为15～35wt％的乙醇溶液，并将步骤S3)所制得的改性基体置于其中浸渍6～8h，再加入氧化锌，置于100～115℃条件下水热12～16h，随后冷却至20～25℃后用水洗涤表面残留物，先用无水乙醇浸渍进行溶剂置换，再用叔丁醇浸泡进行溶剂置换，最后对置换完成的复合醇凝胶进行冷冻干燥得到可降解高弹海绵。
2.根据权利要求1所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，步骤S1)所述配料按照复合海绵基体100份，A添加剂3.95～4.25重量份，B添加剂6.75～7.5重量份，氧化锌0.8～1.05重量份，氟硅酸钠1.95～2.15重量份，A促进剂3.15～3.5重量份和B促进剂1.9～2.15重量份的比例称取各组分。
3.根据权利要求1所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，步骤S1)所述配料按照复合海绵基体100份，A添加剂4.05重量份，B添加剂7.1重量份，氧化锌0.95重量份，氟硅酸钠2.05重量份，A促进剂3.35重量份和B促进剂1.95重量份的比例称取各组分。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，步骤S1)所述复合海绵基体的制备方法包括以下制备步骤：
1)高分子添加剂制备：
a)将顺丁烯二酸酐和其50倍重量份的去离子水混合，加入到装有回流冷凝装置的仪器中，并通过油浴加热并恒温至60℃，在60℃条件下搅拌反应30～35min，转速为500～1000r/min，水解得到顺丁烯二酸酐溶液；
b)在冰浴条件下，向步骤a)得到的顺丁烯二酸酐溶液中加入氨水，搅拌均匀后升温至85℃，反应175～200min，转速为500～1000r/min，反映结束后趁热导入瓷质容器中在80～85℃条件下干燥，干燥后得到白色固体状的顺丁烯二酸酐铵盐；
c)将步骤b)得到的顺丁烯二酸酐铵盐置于150～230℃的高温环境中进行聚合反应1～5h，的聚琥珀酰亚胺，并研磨至粉末状；
d)将步骤c)所得粉末状聚琥珀酰亚胺加入到过量水中，搅拌溶解，以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至10.9～11.2，在50℃水浴条件下水解60～80min，并以0.5mol/L的氢氧化钠水溶液保持水解过程pH值保持在10.8～11.2，随后向溶液中边搅拌边加入无水乙醇，产生棕色油状液滴后缓慢滴加，直至上层不产生白色浑浊物，对溶液进行震荡分液，去下层液体置于120～130℃环境中干燥至每小时质量变化率小于0.5％，即得到高分子添加剂；
2)将膨润土溶于其100～120倍重量份的去离子水中，对其进行超声分散60～80min，通入氮气对其进行吹扫30～35min，使其脱气；
3)向步骤2)经脱气后的膨润土分散水溶液中加入丙烯酰胺、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤1)所制得的高分子添加剂的混合物，搅拌混合均匀后加入十二烷基硫酸钠和辅助发泡剂以600～800r/min的转速进行快速搅拌15～20min，再以120～180r/min的转速进行慢速搅拌20～30min，随后加入过硫酸铵开始反应，反应过程中控制升温至75℃并保持5～6h，反应结束后以去离子水冲洗，并在45～50℃条件下干燥48～50h，得到复合海绵基体。
5.根据权利要求4所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，所述复合海绵基体中所用原料的质量份数配比为膨润土1～5重量份，丙烯酰胺单体80～125重量份，聚乙烯醇25～35重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺5.5～12.5重量份，过硫酸铵3～5重量份，十二烷基硫酸钠3.5～5.5重量份，辅助发泡剂0.35～0.85重量份，顺丁烯二酸酐3.5～6重量份和氨水4～7重量份。
6.根据权利要求5所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，所述辅助发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，步骤S1)所述A添加剂为聚乙烯醇。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，步骤S1)所述B添加剂为聚乙二醇。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，步骤S1)所述A促进剂为二苄基二硫代氨基甲醇锌。
10.根据权利要求1或2或3所述的一种可降解高弹海绵的制备方法，其特征在于，步骤S1)所述B促进剂为2-巯醇基苯并噻唑。
CN201810948913.4A 2018-08-20 2018-08-20 一种可降解高弹海绵的制备方法 Pending CN109081941A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810948913.4A CN109081941A (zh) 2018-08-20 2018-08-20 一种可降解高弹海绵的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810948913.4A CN109081941A (zh) 2018-08-20 2018-08-20 一种可降解高弹海绵的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109081941A true CN109081941A (zh) 2018-12-25

Family

ID=64794081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810948913.4A Pending CN109081941A (zh) 2018-08-20 2018-08-20 一种可降解高弹海绵的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109081941A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004532078A (ja) * 2001-05-08 2004-10-21 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 水溶性又は水分散性小袋のキット手洗い食器洗浄用キット
US20060200245A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Sdgi Holdings, Inc. Materials, devices, and methods for in-situ formation of composite intervertebral implants
CN107652482A (zh) * 2017-10-18 2018-02-02 德清舒华泡沫座椅有限公司 一种可降解高弹海绵及其制备工艺
CN108164903A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 浙江交通科技股份有限公司 一种聚天冬氨酸半互穿纳米复合水凝胶及其制备工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004532078A (ja) * 2001-05-08 2004-10-21 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 水溶性又は水分散性小袋のキット手洗い食器洗浄用キット
US20060200245A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Sdgi Holdings, Inc. Materials, devices, and methods for in-situ formation of composite intervertebral implants
CN107652482A (zh) * 2017-10-18 2018-02-02 德清舒华泡沫座椅有限公司 一种可降解高弹海绵及其制备工艺
CN108164903A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 浙江交通科技股份有限公司 一种聚天冬氨酸半互穿纳米复合水凝胶及其制备工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯巧: "《智能水凝胶材料的前端聚合制备及应用》", 31 July 2017, 中国矿业大学出版社 *
薛巍 等: "《生物医用水凝胶》", 31 December 2012, 暨南大学出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2653917A (en) Method of making an expanded material and the product resulting therefrom
CN107652482A (zh) 一种可降解高弹海绵及其制备工艺
CN103319678B (zh) 太阳能热水器水箱聚氨酯硬泡沫保温材料
CN106118034A (zh) 一种干法服装革贝斯及其制备工艺
CN107954630B (zh) 羟基化合物类复合发泡剂及其制备方法
CN104177745B (zh) 一种吸波型聚甲基丙烯酸亚胺泡沫/短切纤维复合材料及其制备方法
CN101402783A (zh) 可生物降解的聚丁二酸丁二醇酯泡沫塑料及其制备方法
EP1507268A4 (en) FORMAT MATERIAL FOR HIGHLY MOLECULAR FIXED ELECTROLYSTS, FORMS OF HIGH-MOLECULAR FIXED ELECTROLYTE AND PROCESS FOR THEIR MANUFACTURE AND POLYETHEROL POLYMER AND PROCESS FOR ITS PRODUCTION
CN109206627A (zh) 一种杂化交联动态聚合物
CN110003532A (zh) 一种植物纤维发泡缓冲材料的制备方法
CN106584742A (zh) 一种制备发泡缓冲包装材料的方法
CN109081941A (zh) 一种可降解高弹海绵的制备方法
CN106117664A (zh) 一种采用亲水性纤维制成的吸水膨胀橡胶及其制备方法
CN109161145A (zh) 一种可降解高弹海绵
CN112809865A (zh) 一种耐强碱的高尺寸稳定性的透明木材的制备方法
CN107445584A (zh) 一种高强度多孔吸水性地质聚合物的制备方法
CN107722391A (zh) 一种环保可降解的低密度海绵及其制备工艺
CN103265328A (zh) 凹凸棒复合型发泡剂
CN109181006A (zh) 一种复合气凝胶海绵
CN103274736A (zh) 碳酸钙复合型发泡剂
CN109180990A (zh) 一种复合气凝胶海绵的制备方法
CN106380783B (zh) 一种纳米结晶纤维素改性增强的硬质蜜胺泡沫及其制备方法
CN103274720A (zh) 玄武岩复合型发泡剂
ATE214721T1 (de) Celluloseschwämme
CN111961180A (zh) 一种基于聚醚原料的聚氨酯发泡产品生产配方

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181225