【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能高分子材料，具体涉及一种吸水保水用途的自吸湿低共熔聚合物凝胶及其应用。
技术介绍
1、大气中存在大量以蒸汽和液滴形式存在的水资源。然而，由于水分子在空气中的低密度分布，这种巨大的资源不能直接用作液态水。大气水的收集是获得液态水的一种新颖实用的方法，而高效材料和技术的开发对大气水收集至关重要。大气中的水可以被各种类型的固体和液体吸收剂吸附。然而，常用的固体吸附剂如沸石、分子筛和硅胶具有低的水蒸气吸附率和低的饱和吸附能力。液体吸收剂，如浓硫酸和吸湿性盐溶液具有很强的吸收性，但腐蚀性液体不易储存或运输。此外，由于这种吸收剂与水的强烈相互作用，很难从中解吸。然而，大气水收集材料的开发仍然面临许多实际挑战，如原材料具有面临高成本、制备复杂、有毒有害以及无法大规模合成等问题。凝胶是一种内部常含有大量液体的具有三维网络结构的“类固体”材料。因其吸附速率快、集水性能高、机械性能强等特点而受到广泛研究。低共熔溶剂是由两种或以上组分混合而成的溶剂，其中包括氢键受体和氢键供体，通过氢键作用紧密的结合在一起。低共熔溶剂熔点要低于任一组分的熔点。且低共熔溶剂通常制备简单，价格低廉、生物毒性低。近几年，低共熔溶剂被用作凝胶电解质，作为离子液体的环境友好替代品，具有良好的导电性和力学性能，多用于智能传感和柔性电子应用领域。然而低共熔溶剂中由于存在大量氢键，具有良好的亲水性，特别容易吸收空气中水分，导致制备的凝胶耐候性较差，但目前低共熔溶剂的吸湿性鲜有研究。利用低共熔溶剂良好的亲水性，将一些吸湿性能良好的可聚合单体与低共熔溶剂形成凝胶体系有望
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种自吸湿低共熔聚合物凝胶，以及该材料的应用。
2、针对上述目的，本专利技术采用的自吸湿低共熔聚合物凝胶由以下步骤制备得到：
3、步骤1：将氢键受体和氢键供体加热搅拌混合，直至形成透明均一的液体，得到低共熔溶剂，冷却至室温；
4、步骤2：将单体、交联剂和光引发剂加入步骤1冷却至室温的低共熔溶剂中，在加热条件下搅拌至所有物质溶解，获得低共熔聚合物凝胶前驱体溶液；随后，将热的低共熔聚合物凝胶前驱体溶液浇注到聚四氟乙烯模具中，在紫外光照射下交联固化得到自吸湿低共熔聚合物凝胶。
5、上述单体为丙烯酰胺或丙烯酰胺和甲基丙烯酸钠质量比为1:2～1:1的混合物。
6、上述单体为丙烯酰胺时，氢键受体为氯化胆碱，对应的氢键供体为甘油、乙二醇、丙二醇中任意一种，或氢键受体为氯化胆碱与一水氯化锂摩尔比为1:1的混合物，对应的键供体为丙烯酸；或氢键受体为甜菜碱，对应的氢键供体为甘油与尿素摩尔比为1:1～3:1的混合物；或氢键受体为一水氯化锂，对应的氢键供体为乳酸。
7、上述单体为丙烯酰胺和甲基丙烯酸钠质量比为1:2～1:1的混合物时，氢键受体为氯化胆碱，对应的氢键供体为甘油、尿素中任意一种，或氢键受体为乙胺盐酸盐，对应氢键供体为尿素、乙酰胺中任意一种。
8、上述步骤1中，优选氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:2～2:1。
9、上述步骤1中，优选氢键受体和氢键供体的加热搅拌混合的温度为70～90℃、时间为15～60min。
10、上述步骤2中，优选将单体、交联剂和光引发剂加入步骤1冷却至室温的低共熔溶剂中，在80～90℃下搅拌至所有物质溶解，获得低共熔聚合物凝胶前驱体溶液。
11、上述步骤2中，进一步优选低共熔溶剂中单体的加入量为0.15～0.20g/ml。
12、上述步骤2中，优选交联剂为n,n'-二甲基双丙烯酰胺，其加入量为单体质量的0.5％～1.5％；优选光引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，其加入量为单体质量的0.3％～5％。
13、上述步骤2中，进一步优选紫外光照射时间为15～60min。
14、本专利技术自吸湿低共熔聚合物凝胶作为自吸湿材料在大气集水上的应用。
15、本专利技术先将氢键受体和氢键供体通过加热法制备低共熔溶剂，然后利用低共熔溶剂和单体、交联剂、光引发剂混合制备低共熔聚合物凝胶前驱体溶液，再通过紫外灯照射固化制备低共熔聚合物凝胶。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、1、本专利技术所述的低共熔溶剂制备简单、价格低廉、来源广泛，且具有高粘度，低挥发性，良好的吸水性。
17、2、本专利技术所述低共熔聚合物凝胶具有较好的化学稳定性和热稳定性，具有丰富的孔道结构，制备简单、价格低廉、生物毒性较低、具有良好的生物相容性，大幅降低环境污染。
18、3、本专利技术的自吸湿低共熔聚合物凝胶通过一锅法制备，制备工艺简单易行，有望实现产业化，应用前景广阔。
19、4、本专利技术的自吸湿低共熔聚合物凝胶具有良好的大气吸湿性，在低温下能够吸附空气中的水分进行自动补水，在高温下能够进行水脱附，实现水的吸脱附自动循环，在大气集水领域具有良好的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于它由以下步骤制备得到：
2.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤1中，所述氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:2～2:1。
3.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤1中，所述氢键受体和氢键供体的加热搅拌混合的温度为70～90℃、时间为15～60min。
4.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤2中，将单体、交联剂和光引发剂加入步骤1冷却至室温的低共熔溶剂中，在80～90℃下搅拌至所有物质溶解，获得低共熔聚合物凝胶前驱体溶液。
5.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤2中，所述低共熔溶剂中单体的加入量为0.15～0.20g/mL。
6.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤2中，所述交联剂为N,N'-二甲基双丙烯酰胺，其加入量为单体质量的0.5％～1.5％。
7.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤2中，所述光引发剂为2-羟基-4'-
8.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤2中，所述紫外光照射时间为15～60min。
9.权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶作为自吸湿材料在大气集水上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于它由以下步骤制备得到：
2.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤1中，所述氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:2～2:1。
3.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤1中，所述氢键受体和氢键供体的加热搅拌混合的温度为70～90℃、时间为15～60min。
4.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其特征在于：步骤2中，将单体、交联剂和光引发剂加入步骤1冷却至室温的低共熔溶剂中，在80～90℃下搅拌至所有物质溶解，获得低共熔聚合物凝胶前驱体溶液。
5.根据权利要求1所述的自吸湿低共熔聚合物凝胶，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭军霞，王君慧，支耀龙，董妍，李重洋，曾嘉琪，彭旭阳，房喻，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。