一种粘结PVA凝胶与固体材料的方法

本发明属于材料粘结。

背景技术：

1、在现代工业和科技领域中，聚乙烯醇(pva)凝胶因其出色的生物相容性、机械性能和环保特性等而备受关注。这些特性赋予了它在诸如航天工程、生物医学、药物输送等众多领域中的广泛应用前景。

2、然而，pva凝胶因其独特的表面性质，特别是其富含水分的特质，导致与许多材料难以形成有效的亲和与化学键合，水凝胶与固体材料之间的有效粘结一直是制约其应用的关键问题。因此，开发一种能够实现水凝胶与固体材料高效、稳定粘结的技术，具有重要的实际应用价值。

技术实现思路

1、本发明要解决现有pva凝胶与固体材料之间难以形成可靠粘结的问题，进而提供一种粘结pva凝胶与固体材料的方法。

2、一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，它是按以下步骤进行的：

3、一、按质量份数称取65份～84份去离子水、6份～8份组分a及8份～29份组分b；

4、所述的组分a为聚乙烯醇；所述的组分b为聚丙烯酸、端羟基聚丁二烯或聚乙二醇；

5、二、将组分a加入到去离子水中，加热搅拌至完全溶解，得到组分a溶液；

6、三、向组分a溶液中加入组分b并充分搅拌，得到混合溶液；

7、四、将混合溶液涂刷于固体材料表面，室温下固化3h～4h，得到表面涂有交织网络聚合物层的固体材料；

8、五、将pva凝胶前驱液浇注到表面涂有交织网络聚合物层的固体材料上，待pva凝胶前驱液固化后，即完成粘结pva凝胶与固体材料的方法。

9、本发明的有益效果是：

10、首先，本发明提供了一种独特且高效的粘结pva凝胶与固体材料的方法。该方法通过组分a和组分b在物理共混过程中的分子链相互穿插和交织，成功制备出多元交织网络聚合物。这种聚合物具有优异的粘结性能，固化后表面残余的活性基团与pva凝胶前驱液中的羟基产生交联，能够有效实现pva凝胶与固体材料的牢固粘接。

11、其次，本发明的粘结方法操作简便且成本相对较低。采用物理共混的方式避免了复杂的化学反应和高温高压等极端条件，降低了生产成本并提高了生产效率。

12、最后，本发明的粘结方法还具有良好的环保性。由于整个过程中无需使用有毒有害的溶剂或添加剂，因此不会对环境造成污染，符合现代工业对绿色、可持续发展的要求。

13、说明书附图

14、图1为实施例一中界面粘结强度测试所用的粘接强度测试模具3d图，1为封头，1-1为圆片，1-2为圆柱凸起，1-3为通孔，2为圆筒；

15、图2为实施例一粘接强度测试样品成品图，1-1为圆片，1-2为圆柱凸起，2为pva凝胶；

16、图3为实施例一制备的利用pva/htpb交织网络聚合物对pva凝胶与聚四氟乙烯的粘接件的界面粘结强度曲线；

17、图4为实施例二制备的利用pva/htpb交织网络聚合物对pva凝胶与高硅氧/酚醛复合材料的粘接件的界面粘结强度曲线；

18、图5为实施例一中pva/htpb交织网络聚合物的热失重曲线；

19、图6为实施例三制备的利用pva/paa交织网络聚合物对pva凝胶与聚四氟乙烯的粘接件的界面粘结强度曲线；

20、图7为实施例四制备的利用pva/paa交织网络聚合物对pva凝胶与高硅氧/酚醛复合材料的粘接件的界面粘结强度曲线；

21、图8为实施例三中pva/paa交织网络聚合物的热失重曲线。

技术特征：

1.一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：

2.根据权利要求1所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于步骤一中所述的去离子水、组分a及组分b的总质量份数为100份。

3.根据权利要求1所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于步骤一中所述的聚乙烯醇的目数为100目～200目。

4.根据权利要求1所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于步骤一中所述的聚乙烯醇的分子量为15000～35000；步骤一中所述的聚丙烯酸的分子量为2000～5000；步骤一中所述的端羟基聚丁二烯的分子量为1000～4500；步骤一中所述的聚乙二醇的分子量为190～420。

5.根据权利要求1所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于步骤二中在温度为90℃～100℃及转速为400r/min～600r/min的条件下，加热搅拌至完全溶解。

6.根据权利要求1所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于步骤四中所述的固体材料为不锈钢、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和高硅氧/酚醛复合材料中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求6所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于当步骤四中所述的固体材料为聚四氟乙烯时，在避光条件下，使用钠萘溶液对固体材料进行表面处理3min～5min，处理后依次用丙酮、无水乙醇及去离子洗清洗，最后烘干。

8.根据权利要求1所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于步骤四中将混合溶液涂刷于固体材料表面至涂覆厚度为0.5mm～1mm。

9.根据权利要求1所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于步骤五中所述的pva凝胶前驱液具体是按以下步骤制备：在室温条件下，将5-氨基四氮唑及硼酸加入到去离子水中，超声处理直至固体组分完全溶解，然后加入pva，在真空条件下搅拌，得到均匀的pva凝胶前驱液；所述的5-氨基四氮唑与硼酸的质量比为1:(0.9～1.1)；所述的5-氨基四氮唑与去离子水的质量比为1:(65～70)；所述的5-氨基四氮唑与pva的质量比为1:(12～15)。

10.根据权利要求1所述的一种粘结pva凝胶与固体材料的方法，其特征在于步骤五中所述的pva凝胶前驱液固化具体是按以下步骤进行：在温度为40℃～50℃的条件下，固化6天～7天。

技术总结一种粘结PVA凝胶与固体材料的方法，它属于材料粘结技术领域。本发明要解决现有PVA凝胶与固体材料之间难以形成可靠粘结的问题。制备方法：一、称取；二、制备组分A溶液；三、向组分A溶液中加入组分B，得到混合溶液；四、将混合溶液涂刷于固体材料表面并固化；五、将PVA凝胶前驱液浇注到表面涂有交织网络聚合物层的固体材料上并固化。本发明用于粘结PVA凝胶与固体材料。技术研发人员：林凯峰,任养顺,姜艳秋,杨玉林,夏德斌,张健,王平受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4