一种有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂的制备方法及应用与流程

    专利2026-01-19  7


    本发明属于生物基水凝胶领域,具体涉及到一种有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂的制备方法及应用。


    背景技术:

    1、水凝胶是通过物理相互作用或共价键交联的3d聚合物网络,在水中不溶解但具有高溶胀性能的聚合物,水凝胶在日用品、生物医学、环境工程、食品科学、柔性电子等领域具有非比寻常的商业潜力。

    2、然而,水凝胶在应用过程中不仅要求与生物组织形成界面,而且还要求其与电子器械设备等形成界面。传统水凝胶机械性能差、粘接性能差等原因,严重限制了水凝胶的应用范围。

    3、大豆蛋白是具有更好品质的环保生物质之一,因为它可生物降解,丰富,每年可再生,价格低廉,无毒,易于处理,在工业中具有巨大的潜力。海藻酸钠是海藻酸盐的衍生物,呈现淡黄色或白色粉末状,是一种聚阴离子多糖,可利用离子交联分子链,形成三维凝胶结构。大豆蛋白和海藻酸钠两者都是环保可再生的天然产物,在水凝胶中添加海藻酸钠可以提升水凝胶的机械性能。然而,仅仅依靠大豆蛋白和海藻酸钠等原料制备出的水凝胶仍旧具有较弱的粘附性。


    技术实现思路

    1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

    2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题,提出了本发明。

    3、因此,本发明的目的是,克服现有技术中的不足,提供一种有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂的制备方法。

    4、为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂的制备方法,包括,

    5、将大豆蛋白分散在去离子水中,加热得到大豆蛋白分散液;

    6、向大豆蛋白分散液中加入海藻酸钠、丙烯酰胺、羟基磷灰石、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、n,n,n′,n′-四亚甲基二胺,制得前驱体溶液;

    7、前驱体溶液加热聚合反应,浸泡盐溶液,得有机无机复合水凝胶;

    8、将丙烯酸甲氧基乙酯、n-(3,4-二羟基苯基)甲基丙烯酰胺和2,2-偶氮二异丁腈混合在n,n-二甲基甲酰胺中,加热n2气氛下搅拌10~12h,得到聚(丙烯酸甲氧基乙酯-n-(3,4-二羟基苯基)甲基丙烯酰胺)聚合物;

    9、将聚(丙烯酸甲氧基乙酯-n-(3,4-二羟基苯基)甲基丙烯酰胺)聚合物涂抹在表面浸润单宁溶液后的有机无机复合水凝胶上,制得具有优异粘接性能的涂层的有机无机复合水凝胶。

    10、作为本发明所述制备方法的一种优选方案,其中:所述大豆蛋白分散液的浓度0~9wt.%。

    11、作为本发明所述制备方法的一种优选方案,其中:所述向大豆蛋白分散液中加入海藻酸钠,其中,海藻酸钠与大豆蛋白的比例为1:0~1:4.5。

    12、作为本发明所述制备方法的一种优选方案,其中:所述丙烯酰胺、羟基磷灰石、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、n,n,n′,n′-四亚甲基二胺的1:0.1:0.0028:0.0107:0.0056;丙烯酰胺与大豆蛋白的质量比为1:0~1:0.75。

    13、作为本发明所述制备方法的一种优选方案,其中:所述前驱体溶液加热聚合反应,其中,加热反应温度为60℃,反应时间为3h。

    14、作为本发明所述制备方法的一种优选方案,其中:所述浸泡盐溶液,其中,盐溶液包括氯化锌水溶液,其浓度为3m。

    15、作为本发明所述制备方法的一种优选方案,其中:所述丙烯酸甲氧基乙酯、n-(3,4-二羟基苯基)甲基丙烯酰胺、2,2-偶氮二异丁腈的质量比为1:0.34:0.0212。

    16、作为本发明所述制备方法的一种优选方案,其中:所述表面浸润单宁溶液后的有机无机复合水凝胶,其中,有机无机复合水凝胶表面浸润方法包括,

    17、将有机无机复合水凝胶浸泡在1~5%的单宁溶液中0.5~2h,然后用去离子水冲洗以去除多余的单宁;

    18、将含单宁的水凝胶浸入3m氯化锌溶液中0.5~1h,并用去离子水去除多余的zncl2;

    19、待所得水凝胶表面的水干燥。

    20、本发明的再一个目的是,克服现有技术中的不足,提供一种有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂。

    21、本发明的另一个目的是,克服现有技术中的不足,提供一种有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂在生物医学、柔性电子中的应用。

    22、本发明有益效果:

    23、(1)本发明提供一种新的思路,以高强度的有机无机复合水凝胶上为基体,在此基础上引入聚合物涂层制备了优异粘接性能的含涂层的有机无机复合水凝胶,制备的有机无机复合水凝胶拥有高的内聚力,相比于传统水凝胶有更高的撕裂能和粘接强度,有利于改善目前水凝胶机械性能差、粘接弱等问题。

    24、(2)本发明所制备的复合水凝胶具备粘接普适性,在生物医学、柔性电子等领域具有潜在的应用前景。



    技术特征:

    1.一种有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂的制备方法,其特征在于:包括,

    2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述大豆蛋白分散液的浓度0~9wt.%。

    3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述向大豆蛋白分散液中加入海藻酸钠,其中,海藻酸钠与大豆蛋白的比例为1:0~1:4.5。

    4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述丙烯酰胺、羟基磷灰石、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、n,n,n′,n′-四亚甲基二胺的质量比为1:0.1:0.0028:0.0107:0.0056;丙烯酰胺与大豆蛋白的质量比为1:0~1:0.75。

    5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述前驱体溶液加热聚合反应,其中,加热反应温度为60℃,反应时间为3h。

    6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述浸泡盐溶液,其中,盐溶液包括氯化锌水溶液,其浓度为3m。

    7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述丙烯酸甲氧基乙酯、n-(3,4-二羟基苯基)甲基丙烯酰胺和2,2-偶氮二异丁腈的质量比为1:0.34:0.0212。

    8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述表面浸润单宁溶液后的有机无机复合水凝胶,其中,有机无机复合水凝胶表面浸润方法包括,

    9.权利要求1~8中任一所述的制备方法制得的有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂。

    10.权利要求9所述的有机-无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂在生物医学、柔性电子中的应用。


    技术总结
    本发明公开了一种有机‑无机复合大豆蛋白凝胶胶黏剂的制备方法及应用,包括,大豆蛋白,海藻酸钠,丙烯酰胺等原料;其制备方法为,将所制备涂层简单的涂抹在表面浸润单宁溶液后的有机无机复合水凝胶上,制备出了具有优异粘接性能的含涂层的有机无机复合水凝胶。该发明所制备出的水凝胶具有高的内聚力和优异的粘接性能,撕裂能高达4955J m<supgt;‑2</supgt;与锌片粘接的界面韧性和搭接剪切强度分别高于320J m<supgt;‑2</supgt;和45kPa。

    技术研发人员:南静娅,孙月,王春鹏,陈秀兰,李雨羲,王梓豪,孙露,谭续燊,张一静,王楚楚,储富祥
    受保护的技术使用者:中国林业科学研究院林产化学工业研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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