本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚乙烯醇-氧化石墨烯納米復(fù)合水凝膠的制備方法。

背景技術(shù)：

凝膠可以定義為不溶于任何溶劑的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子及其溶脹體。高分子凝膠是由高分子與溶劑組成一個高分子三維網(wǎng)絡(luò)體系，體系具有親溶劑性，能在溶劑中溶脹，但不溶解。高分子凝膠一般可分為以水為溶劑的高分子水凝膠和以有機(jī)溶劑為溶劑的高分子液凝膠兩類。高分子水凝膠由于分子結(jié)構(gòu)中含有大量親水基團(tuán)，因而可以吸收自身重量幾百倍甚至幾千倍的水，而且保水能力也很強(qiáng)，即使在加壓的情況下也不易脫水。由于含水量高，大多數(shù)的水凝膠具有優(yōu)異的生物適應(yīng)性。作為高分子吸水性材料，可以廣泛應(yīng)用于食品、土建、石油化工、農(nóng)林園藝、醫(yī)療衛(wèi)生等方面。

聚乙烯醇（簡稱 PVA），是由醋酸乙烯酯聚合成聚醋酸乙烯酯，后經(jīng)堿催化醇解而得的水溶性聚合物.。聚乙烯醇的物理性質(zhì)受化學(xué)結(jié)構(gòu)、醇解度、聚合度的影響。PVA 纖維拉伸度高，有良好的耐酸、耐堿、耐干熱性能；PVA 易成膜，其膜的機(jī)械性能優(yōu)良，膜的拉伸強(qiáng)度隨聚合度、醇解度升高而增強(qiáng)。由于 PVA 毒性很低，無刺激性，日本和美國等已批準(zhǔn)用于醫(yī)藥和食品工業(yè)。在我國，非纖維用途也日益增長，目前有些產(chǎn)品已被用在特定的場合，起到了重要的作用，例如滌綸的上漿、印刷涂料紙的加工、以及電影電視等某些產(chǎn)品的生產(chǎn)等方面都應(yīng)用了聚乙烯醇。由于分子鏈上含有大量側(cè)基——羥基，聚乙烯醇具有良好的水溶性，此外，它還具有良好的成膜性、粘接力和乳化性，以及卓越的耐油脂和耐溶劑性能。因此，聚乙烯醇廣泛地用作粘合劑（鑄造型芯粘合劑，無紡布粘合劑，顏料粘合劑）、造紙用涂飾劑和施膠劑、紡織漿料、陶瓷工業(yè)中的暫時(shí)性粘合劑、乳液聚合的乳化劑和保護(hù)劑、制備鋼的淬火液、化妝品、油田化學(xué)品及汽車安全玻璃。

PVA水凝膠的合成根據(jù)交聯(lián)機(jī)制可以分為物理交聯(lián)法，化學(xué)交聯(lián)法和輻射交聯(lián)法三種。物理交聯(lián)目前報(bào)導(dǎo)中使用最多的是“反復(fù)冷凍解凍法”和“凍結(jié)部分脫水法”，通過物理交聯(lián)得到的水凝膠物理機(jī)械性能有很大的改善，交聯(lián)過程可逆，但是透光性不好。可通過改變?nèi)軇╊愋突蚴褂没旌先軇┑确椒▉砀纳?。日本Hyon等人用水和DMSO有機(jī)溶劑，通過冷凍處理得到透光率高的PVA水凝膠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種聚乙烯醇-氧化石墨烯納米復(fù)合水凝膠的制備方法。

一種聚乙烯醇-氧化石墨烯納米復(fù)合水凝膠的制備方法，步驟如下：

將聚乙烯醇加入到去離子水中，在95°C的水浴攪拌加熱2h配置成聚乙烯醇水溶液，然后與GO水溶液相混合，混合液中氧化石墨烯含量為2 wt%，氧化石墨烯片層大小分別為100μm，溶液混合后85°C下磁力攪拌至形成均勻混合物，攪拌時(shí)間為10h將混合物澆注于模具中，放入冰箱冷凍成型，冷凍溫度為-25°C，時(shí)間為20h，然后將試樣取出，室溫下放置2~4h解凍，冷凍解凍循環(huán)次數(shù)為8，最終獲得的水凝膠通過冷凍干燥方法進(jìn)行干燥。

本發(fā)明中水凝膠的制備采用的是反復(fù)冷凍解凍法。凝膠的形成是以分子鏈間的接觸交聯(lián)為前提。PVA水溶液經(jīng)冷凍處理，高分子鏈間必然形成了某種類似于交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。處于常溫下的PVA水溶液，分子鏈運(yùn)動速度很快，鏈間彼此接觸時(shí)間很短，故難以形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。冷凍處理降低了分子鏈運(yùn)動速度，大分子鏈間有較長的接觸時(shí)間，從而使得鏈間羥基間有機(jī)會形成氫鍵締合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)亦可以看作是一種鏈間凝聚纏結(jié)點(diǎn)，其作用相當(dāng)于交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的交聯(lián)點(diǎn)。這種交聯(lián)點(diǎn)一旦形成，在一定條件下是穩(wěn)定的，它的解體需要吸收較大的能量。將冷凍凝膠在室溫下融化后，該結(jié)構(gòu)仍能保持。將融化后的凝膠再次冷凍處理，即是在已形成纏結(jié)結(jié)構(gòu)的鏈上有可能形成新的纏結(jié)點(diǎn)，這樣經(jīng)過反復(fù)凍結(jié)后，即形成不溶于水卻可在水中溶脹的PVA凝膠。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種聚乙烯醇-氧化石墨烯納米復(fù)合水凝膠的制備方法，步驟如下：

將聚乙烯醇加入到去離子水中，在95°C的水浴攪拌加熱2h配置成聚乙烯醇水溶液，然后與GO水溶液相混合，混合液中氧化石墨烯含量為2 wt%，氧化石墨烯片層大小分別為100μm，溶液混合后85°C下磁力攪拌至形成均勻混合物，攪拌時(shí)間為10h將混合物澆注于模具中，放入冰箱冷凍成型，冷凍溫度為-25°C，時(shí)間為20h，然后將試樣取出，室溫下放置2~4h解凍，冷凍解凍循環(huán)次數(shù)為8，最終獲得的水凝膠通過冷凍干燥方法進(jìn)行干燥。