【技术实现步骤摘要】
本申请涉及高分子材料制备领域，具体涉及一种粘塑性聚乙烯醇凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在整个说明书中对现有技术的任何讨论都不应被视为承认这些现有技术是广为人知的，或构成本领域公知常识的一部分。
2、物理交联聚乙烯醇水凝胶是一种具有三维网状结构的高分子材料，具有含水量高、无毒、生物相容性好等优点，被广泛应用于各种领域，如药物缓释、伤口敷料和智能材料等。
3、传统的半结晶型聚乙烯醇凝胶具有良好的弹性和韧性，目前大多数研究致力于提高聚乙烯醇凝胶的结晶度或分子链聚集程度，以提高其强度和韧性，但这也使凝胶的柔性和塑形性丧失，聚乙烯醇凝胶呈现脆性。然而，实际应用中急需具有粘塑性的绿色聚乙烯醇凝胶材料，例如，目前儿童玩具水晶泥即为粘塑性聚乙烯醇水凝胶，然而其通过硼砂化学交联，存在毒性隐患。因此，具有粘塑性的绿色聚乙烯醇凝胶材料亟待开发。
4、申请号为202110009616.5的中国专利公开了一种具有良好柔性和塑性的聚乙烯醇水晶泥的制备方法，通过混合聚乙烯醇、甘油、硼砂、助剂和去离子水，搅拌均匀得到水晶泥。该专利技术聚乙烯醇水晶泥成本低，性能优良，且制备方法工艺简单，生产周期短，解决了现有技术现状。但该方法引入硼砂作为聚乙烯醇的交联剂，有较大的毒性，容易对人体造成伤害。
5、申请号为202111422650.1的中国专利公开了一种具有较好的抗拉性能的聚乙烯醇起泡胶的制备方法，依次加水浸泡桃胶、聚乙烯醇、依地酸钠、肉豆蔻酸、色素，通过超声、离心、均质等方法混合均匀。该专利技术聚乙烯醇起泡
技术实现思路
1、针对传统物理交联聚乙烯醇凝胶无粘塑性，且现有粘塑性聚乙烯醇凝胶多使用硼砂作为交联剂，毒性较大，部分环保无硼聚乙烯醇凝胶制备原料复杂，制备步骤繁琐等问题，本专利技术提供一种原料绿色环保的粘塑性聚乙烯醇凝胶及其制备方法和应用，该粘塑性聚乙烯醇凝胶同时具有粘性和塑性性质，其中粘性使该凝胶可以实现任意拉伸挤压并且反复折叠后愈合，塑性使该凝胶可以实现任意塑形及在任意外力作用后定形，且制备方法简单高效。
2、具体地，本专利技术提供了下述的技术特征，以下技术特征的一个或多个的结合构成本专利技术的技术方案。
3、在本专利技术的一个方面，提供了一种粘塑性聚乙烯醇凝胶的制备方法。本专利技术所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料以重量百分比计由以下成分组成：聚乙烯醇3％～30％，无机盐3％～30％，助剂0％～5％，剩余为去离子水。本专利技术所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的制备方法包括：配制原料的混合水溶液，将混合水溶液脱泡后进行失水处理，然后对失水处理后的样品施加周期性机械加载。
4、在本专利技术的一些实施方式中，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成以重量百分比计为：聚乙烯醇3％～30％，无机盐3％～30％，剩余为去离子水。
5、在本专利技术的又一些实施方式中，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成以重量百分比计为：聚乙烯醇3％～30％，无机盐3％～30％，助剂1％～5％，剩余为去离子水。
6、在本专利技术的一些实施方式中，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成中，以重量百分比计，聚乙烯醇的用量可以为15％～30％，15％～20％，16％～20％，16％～18％，18％～20％等等。
7、在本专利技术的一些实施方式中，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成中，以重量百分比计，无机盐的用量可以为15％～30％，15％～20％，16％～20％，16％～18％，18％～20％等等。
8、在本专利技术的一些实施方式中，所述助剂为功能性填料、染料、起泡剂和保湿剂中的一种或多种。
9、比如，在一些实施方式中，所述助剂选自石墨烯、碳纳米管、mxene、刚果红、甲基橙、罗丹明b、亚甲基蓝、结晶紫、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠、甘油、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇、山梨醇中的一种或多种。
10、本专利技术所述助剂可以赋予聚乙烯醇凝胶多功能性或美观性等性能，且助剂的加入不影响初始凝胶的原有性能。比如，所述助剂为功能性填料，比如可以是石墨烯、碳纳米管、mxene等，这样的助剂可以赋予聚乙烯醇凝胶导电性等，从而使聚乙烯醇多功能化。比如，所述助剂为燃料，比如可以是刚果红、甲基橙、罗丹明b、亚甲基蓝、结晶紫等，这样的助剂赋予聚乙烯醇凝胶美观性，增加其观赏度。比如，所述助剂为起泡剂，比如可以是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠等，这样的助剂赋予聚乙烯醇凝胶更好的延展性。比如，所述助剂为保湿剂，比如可以是甘油、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇、山梨醇等，这样的助剂赋予聚乙烯醇凝胶保湿性。
11、在本专利技术的实施方式中，所述无机盐为能够与是分子形成水合作用的盐。比如，在本专利技术的一些实施方式中，所述无机盐为氯化锂、氯化镁、氯化锌和氯化钙中的一种或多种。这样的无机盐能通过水合作用调控混合溶液地失水程度和速度，使混合溶液有限失水，避免过多或过快失水，抑制聚乙烯醇分子链大幅度聚集，实现分子链均相聚集，阻止分子链结晶，保持体系非晶状态；同时，该无机盐可以与分子链发生相互作用，抑制分子链结晶。通过上述两种作用，体系在水分子蒸发过程中可以始终保持非晶结构，同时水分子蒸发后，分子链间距变小，氢键作用增强，呈现非晶、强氢键体系。
12、在本专利技术的一些实施方式中，所述聚乙烯醇的数均分子量为7000～400000，醇解度为80％～99.9％。比如，在一些实施方式中，所述聚乙烯醇可以是1799、2099、2299、2499、2699、1788型等。
13、在本专利技术的实施方式中，所述周期性机械加载为在连续的周期中对样品施加选自拉伸、折叠和挤压中的一种或多种加载。周期性机械加载破坏了失水处理后样品的部分键合氢键，使键合羟基与自由羟基数量保持动态平衡。
14、在本专利技术中，一个“周期”可以被定义为对样品施加的一系列操作，其中包括拉伸、折叠和挤压中的一种或多种，每种操作在每个周期内最多执行一次。因此，一个完整的周期可以是仅包含一种操作的单一处理，也可以是包含两种或三种操作的组合处理。
15、比如，在本专利技术的一种优选地实施方式中，所述周期性机械加载为在连续的周期中对样品施加拉伸、折叠和挤压中的一种或多种操作，这理解为一个完整的周期包含三种及三种以内操作，比如包含三种操作时，即拉伸、折叠和挤压的连续处理序列，每种操作在一个周期内执行最多一次。这三种操作的执行顺序不固定，可以根据需要进行调整，构成一个连续的处理过程。这样的一个周期可以重复进行。
16、在本专利技术的一些实施方式中，所述周期性机械加载的重复次数至少为1。
17、在本专利技术中，术语重复次数是指除了初次执行外的额外执行次数。比如，如果说周期性机械加载的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粘塑性聚乙烯醇凝胶的制备方法，其特征在于，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成以重量百分比计为：聚乙烯醇3％～30％，无机盐3％～30％，助剂0％～5％，剩余为去离子水；所述方法包括：配制原料的混合水溶液，将混合水溶液脱泡后进行失水处理，然后对失水处理后的样品施加周期性机械加载。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成以重量百分比计为：聚乙烯醇3％～30％，无机盐3％～30％，剩余为去离子水；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成中，以重量百分比计，聚乙烯醇为15％～30％，优选为15％～20％，更优选为16％～18％或18％～20％；
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述周期性机械加载为在连续的周期中对样品施加选自拉伸、折叠和挤压中的一种或多种的加载；
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述失水处理为将混合水溶液脱泡后置于温度为5℃～80℃、湿度为2％～90％的环境下失水0.1小时至40小时；
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述脱泡包括进行选自超声、真空和静止操作中的至少一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述无机盐为能够与是分子形成水合作用的盐，优选为氯化锂、氯化镁、氯化锌和氯化钙中的一种或多种；
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述助剂为功能性填料、染料、起泡剂和保湿剂中的一种或多种；
9.一种粘塑性聚乙烯醇凝胶，其由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述的粘塑性聚乙烯醇凝胶在柔性材料领域中的应用；
...【技术特征摘要】
1.一种粘塑性聚乙烯醇凝胶的制备方法，其特征在于，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成以重量百分比计为：聚乙烯醇3％～30％，无机盐3％～30％，助剂0％～5％，剩余为去离子水；所述方法包括：配制原料的混合水溶液，将混合水溶液脱泡后进行失水处理，然后对失水处理后的样品施加周期性机械加载。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成以重量百分比计为：聚乙烯醇3％～30％，无机盐3％～30％，剩余为去离子水；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述粘塑性聚乙烯醇凝胶的原料组成中，以重量百分比计，聚乙烯醇为15％～30％，优选为15％～20％，更优选为16％～18％或18％～20％；
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述周期性机械加载为在连续的周期中对样品施加选自拉伸、折叠和挤压中...
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