聚（n-異丙基丙稀酰胺）/氧化石墨烯水凝膠制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米復(fù)合水凝膠制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于聚合物智能水凝膠能夠根據(jù)外界的刺激變化如溫度、pH等而發(fā)生可逆相變，因而備受關(guān)注。正是由于這優(yōu)異而具有吸引力的刺激響應(yīng)性能，智能水凝膠在藥物控制釋放、生物組織工程、微器件等一系列應(yīng)用中獲得高度評價。在最近的幾年中，納米復(fù)合水凝膠得到廣泛的研究，尤其是其優(yōu)異而獨特的復(fù)合性能備受科研工作者關(guān)注。其復(fù)合性能來源于納米材料與智能水凝膠的協(xié)同作用。例如載入水凝膠中的納米材料能夠吸收特定外界刺激(如交變磁場、光等)，并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?；這些熱量將使智能水凝膠的溫度升高，進而發(fā)生相變。這樣無需直接加熱，就可以引發(fā)水凝膠的相變，具有智能性，可用于遠程控制。
[0003]雖然探索了用來控制智能水凝膠的許多刺激性因素，但光是用來控制生物材料特性中特別具有吸引力的一個因素，因為其強度和波長很容易控制，特別是近紅外線(NIR)能很好的穿透人體生物組織而對其無傷害。為了賦予復(fù)合水凝膠遠程光控制性能，而探索了許多不同類型的納米材料，如氧化石墨烯棒(AuNRs)、碳納米管等。含有AuNRs的智能復(fù)合水凝膠得到了研究，NIR光照射下顯示顯著的相變。最近也報道了 NIR光驅(qū)使相變的單壁碳納米管/PNIPAM復(fù)合微凝膠。換句話說，這些納米材料將溫敏性水凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)楣饷舾袕?fù)合水凝膠。
[0004]最近，氧化石墨(GO)這種豐富從石墨合成而來的價格便宜的材料證實具有優(yōu)異的光熱性質(zhì)，尤其對NIR光具有很強的吸收能力。與其他的同樣具有光熱性質(zhì)的納米材料相比(如AuNRs、碳納米管等)，G0含量豐富，價格低廉，使其在大規(guī)模生產(chǎn)中頗具優(yōu)勢。雖然在GO/聚合物復(fù)合材料方面，已經(jīng)做了很多研究工作，但只有少量的工作是研究GO復(fù)合水凝膠的。因而將GO引入到刺激響應(yīng)性水凝膠中，通過外界的信號如激光來控制復(fù)合水凝膠的性能而顯得頗有意義。
[0005]但目前GO/聚合物復(fù)合材料水凝膠的制備方法都較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠制備方法，解決現(xiàn)有聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠制備方法復(fù)雜的問題。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠制備方法，具體按以下步驟實施:
[0008]步驟I，制備氧化石墨
[0009]1.1)按質(zhì)量比1:1.2稱取石墨粉和NaNO3，放入燒杯中，恒溫水浴攪拌，并將50%的H2SO4加入燒杯，攪拌1min ；
[0010]1.2)按石墨粉與KMnO4質(zhì)量比1:6?8，向燒杯中加入KMnO4，攪拌6h ；
[0011]1.3)按H2O與燒杯溶液體積比2:1，向燒杯中加入H2O,攪拌0.5h，再加入H2O和30% H2O2,得到懸浮溶液；
[0012]1.4)大量水反復(fù)洗滌固體混合物，用液氮冷凍氧化石墨溶液，然后放入冷凍干燥機進行干燥10h，即得到氧化石墨；
[0013]步驟2，制備聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠
[0014]2.1)按質(zhì)量比1:10稱取氧化石墨和H2O,超聲0.5h后，按氧化石墨量的36%和
0.6%分別加入N-異丙基丙稀酷胺(NIPAM)和N，N’-亞甲基雙丙稀酷胺(MBA)，攪拌溶解，將將混合溶液倒入福照瓶，充氮lOmin，密閉；
[0015]2.2)將輻照瓶放入6°Co輻照源，在室溫下輻照；
[0016]2.3)從輻照瓶中取出水凝膠，用蒸餾水洗滌，即得到聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠。
[0017]本發(fā)明的特點還在于，
[0018]其中步驟1.1中恒溫水浴溫度為35°C?36°C，所述加入50%的H2SO4與燒杯溶液體積比為40?45 =10
[0019]其中步驟1.3中第二次加入H2O的量相當于第一次H2O加入量的2.5倍，所述30%H2O2與第二次加入H2O的體積比為1:80。
[0020]其中步驟1.4中洗滌標準為水溶液的pH ^ 4.0。
[0021]其中步驟2.1中N-異丙基丙稀酷胺(NIPAM)和N，N’ -亞甲基雙丙稀酷胺(MBA)的加入量分別為氧化石墨量的36%和0.6%。
[0022]其中步驟2.2中輻照時間為24h。
[0023]其中步驟2.3中洗滌時間為7?9天。
[0024]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過Y射線引發(fā)輻射聚合制備了聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠。本方法只需將GO分散于NIPAM中單體水溶液中輻照聚合即可，無需多步驟反應(yīng)和加入有機試劑等。方法簡單、直接，并且易于控制，產(chǎn)品史加純凈，更加適合生物材料等方面的應(yīng)用。改變聚合前GO的含量就可以很容易的控制水凝膠在GO的載入量。此外，GO優(yōu)異的光熱性質(zhì)，賦予聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠良好的光熱敏性能。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠制備方法，具體按以下步驟實施:
[0027]步驟I，制備氧化石墨
[0028]1.1)按質(zhì)量比1:1.2稱取石墨粉和NaNO3，放入燒杯中，35°C?36°C恒溫水浴攪拌，并將50%的H2SO4按體積比40?45:1加入燒杯，攪拌1min ；
[0029]1.2)按石墨粉與KMnO4質(zhì)量比1:6?8，向燒杯中加入KMnO4,攪拌6h ；
[0030]1.3)按H2O與燒杯溶液體積比2:1，向燒杯中加入H2O,攪拌0.5h，再加入相當于第一次H2O加入量2.5倍的H2O,并30% H2O2與第二次加入的H2O體積比為1:80加入30%H2O2，得到懸浮溶液；
[0031]1.4)大量水反復(fù)洗滌固體混合物直至其水溶液的pH ^ 4.0，用液氮冷凍氧化石墨溶液，然后放入冷凍干燥機進行干燥10h，即得到氧化石墨。
[0032]步驟2，制備聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠
[0033]2.1)按質(zhì)量比1:10稱取氧化石墨和H2O,超聲0.5h后，按氧化石墨量的36%和
0.6%分別加入N-異丙基丙稀酷胺(NIPAM)和N，N’ -亞甲基雙丙稀酷胺(MBA)，攪拌溶解，將將混合溶液倒入福照瓶，充氮lOmin，密閉；
[0034]2.2)將輻照瓶放入6°Co輻照源，在室溫下輻照24h ；
[0035]2.3)從輻照瓶中取出水凝膠，用蒸餾水洗滌7?9天，即得到聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠。
[0036]本發(fā)明通過Y射線引發(fā)輻射聚合制備了聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠。這個方法只需將GO分散于NIPAM中單體水溶液中輻照聚合即可，無需多步驟反應(yīng)和加入有機試劑等。方法簡單、直接，并且易于控制，產(chǎn)品史加純凈，更加適合生物材料等方面的應(yīng)用。改變聚合前GO的含量就可以很容易的控制水凝膠在GO的載入量。
[0037]此外，GO優(yōu)異的光熱性質(zhì)，賦予聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠良好的光熱敏性能。
[0038]實施例1
[0039]聚(N-異丙基丙稀酰胺)/氧化石墨烯水凝膠制備方法，具體按以下步驟實施:
[0040]步驟I，制備氧化石墨
[0041]1.1)稱取Ig石墨粉，1.2gNa