本發(fā)明涉及濕度制動器，具體而言，涉及強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法及制備的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器。

背景技術(shù)：

1、近年來，濕度制動器的廣泛應(yīng)用對材料性質(zhì)提出了更高的要求，不僅要求它們具有較高的驅(qū)動性能，而且還需要具有良好強(qiáng)韌性，以滿足更嚴(yán)苛的驅(qū)動場景。目前最廣泛應(yīng)用的濕度制動器纖維都采用諸如蠶絲、聚乙烯-聚吡喃薄膜、捻曲碳納米管紗線、碳納米管/樹脂紗線、尼龍6魚線、鎳鈦絲和捻曲蓮花纖維等作為驅(qū)動材料，而這些材料或多或少的存在機(jī)械強(qiáng)度低、韌性差、收縮性小和做功能力弱等缺點(diǎn)，不利于應(yīng)用于嚴(yán)苛驅(qū)動場景的纖維濕度制動器的制備。

2、鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法及制備的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器，以提供高機(jī)械強(qiáng)度和韌性的濕度制動器。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，包括：

4、在光引發(fā)劑和紫外光照射條件下，以丙烯酸為單體、乙烯基聚輪烷為交聯(lián)劑、乙烯基三乙氧基硅氧烷為增強(qiáng)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器。

5、在可選的實(shí)施方式中，所述乙烯基聚輪烷的平均分子量為2000～35000，所述乙烯基聚輪烷主鏈上的環(huán)糊精包合率為2％～10％。

6、在可選的實(shí)施方式中，所述丙烯酸與乙烯基聚輪烷的摩爾比為0.8×103～3.4×103；

7、和/或，所述丙烯酸與光引發(fā)劑的摩爾比為0.6×103～1.7×103；

8、和/或，所述光引發(fā)劑選自光引發(fā)劑1173。

9、在可選的實(shí)施方式中，包括：

10、步驟1：配置包括乙烯基三乙氧基硅氧烷和水的增強(qiáng)液；

11、步驟2：將丙烯酸、光引發(fā)劑和乙烯基聚輪烷加入所述增強(qiáng)液，得到預(yù)聚液；

12、步驟3：將毛細(xì)管插入所述預(yù)聚液中，在紫外光照射條件下，使得所述毛細(xì)管至少部分被所述預(yù)聚液填充并進(jìn)行所述聚合反應(yīng)，得到聚合物；

13、步驟4：去除所述聚合物中的毛細(xì)管并對所述聚合物進(jìn)行拉伸、放松和干燥，得到所述強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器。

14、在可選的實(shí)施方式中，所述增強(qiáng)液中乙烯基三乙氧基硅氧烷和水的摩爾比為3.3×10-3～3×10-2；

15、和/或，所述丙烯酸與所述增強(qiáng)液的摩爾體積比為0.33×103mol/ml～0.56×103mol/ml。

16、在可選的實(shí)施方式中，所述紫外光照射時(shí)間為1.8h～2.2h，紫外光波長λ為200-400nm；

17、和/或，所述填充和聚合反應(yīng)均在真空條件下進(jìn)行；

18、和/或，所述毛細(xì)管內(nèi)徑為50μm～100μm

19、在可選的實(shí)施方式中，對聚合物進(jìn)行拉伸至應(yīng)變?yōu)?8％～20％時(shí)進(jìn)行放松，所述拉伸和放松交替進(jìn)行1～15次；

20、和/或，所述拉伸和放松均在相對濕度為70％～99％的條件下進(jìn)行。

21、和/或，所述干燥溫度為18℃～25℃，干燥方式為掛重干燥，干燥時(shí)掛重為30mpa～50mpa。

22、第二方面，本發(fā)明提供一種前述實(shí)施方式任意一項(xiàng)所述方法制備得到的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器。

23、在可選的實(shí)施方式中，為褶皺鞘芯結(jié)構(gòu)，相鄰褶皺的間距為150nm～2000nm，所述褶皺形成的鞘殼厚度為5μm-20μm。

24、本發(fā)明具有以下有益效果：

25、本申請強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法中，以乙烯基聚輪烷(epr)為交聯(lián)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，其中，乙烯基聚輪烷包括線性聚合物鏈和大環(huán)分子如環(huán)糊精，其中大環(huán)分子能夠在線性聚合物鏈上滑動，使得由其為交聯(lián)劑得到的聚合物能夠很好的分散應(yīng)力，進(jìn)而有利于聚合物強(qiáng)度和韌性的提升。

26、另外，乙烯基三乙氧基硅氧烷的引入能夠增加聚合物中的交聯(lián)點(diǎn)，使得聚合物形成更加復(fù)雜的、更多層次的三維網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而能夠進(jìn)一步的提升聚合物的強(qiáng)度和韌性。

27、本申請制備得到的phfb(聚輪烷聚輪烷水凝膠纖維)表現(xiàn)出遇濕超收縮行為，這使得phfb具有作為濕度制動器的能力可在水分驅(qū)動下提升物體。強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器機(jī)械強(qiáng)度大、韌性強(qiáng)、收縮性高和做功能力強(qiáng)，適用范圍更廣。

技術(shù)特征：

1.一種強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，其特征在于，所述乙烯基聚輪烷的平均分子量為2000～35000，所述乙烯基聚輪烷主鏈上的環(huán)糊精包合率為2％～10％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸與乙烯基聚輪烷的摩爾比為0.8×103～3.4×103；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，其特征在于，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，其特征在于，所述增強(qiáng)液中乙烯基三乙氧基硅氧烷和水的摩爾比為3.3×10-3～3×10-2；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，其特征在于，所述紫外光照射時(shí)間為1.8h～2.2h，紫外光波長λ為200nm～400nm；

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，其特征在于，對聚合物進(jìn)行拉伸至應(yīng)變?yōu)?8％～20％時(shí)進(jìn)行放松，所述拉伸和放松交替進(jìn)行1～15次；

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法，其特征在于，所述干燥溫度為18℃～25℃，干燥方式為掛重干燥，干燥時(shí)掛重為30mpa～50mpa。

9.一種權(quán)利要求1～8任意一項(xiàng)所述方法制備得到的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器，其特征在于，為褶皺鞘芯結(jié)構(gòu)，相鄰褶皺的間距為150nm～2000nm，所述褶皺形成的鞘殼厚度為5μm-20μm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法及制備的強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器，其中強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器的制備方法包括：在光引發(fā)劑和紫外光照射條件下，以丙烯酸為單體、乙烯基聚輪烷為交聯(lián)劑、乙烯基三乙氧基硅氧烷為增強(qiáng)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器，其表現(xiàn)出遇濕超收縮行為，這使得PHFB具有作為濕度制動器的能力可在水分驅(qū)動下提升物體。PHFB強(qiáng)韌聚輪烷水凝膠濕度制動器機(jī)械強(qiáng)度大、韌性強(qiáng)、收縮性高和做功能力強(qiáng)，可作為強(qiáng)大的纖維濕度制動器。

技術(shù)研發(fā)人員：孫進(jìn)坤,葛志強(qiáng),陳爐洋,周重陽,賈云娟,劉云杰,黃滋龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17