本技术涉及气凝胶材料技术领域,具体公开一种可压缩膨胀气凝胶及其制备方法和应用。以水溶性聚合物羧甲基纤维素钠和具有较高强度和模量的针叶纸浆为原料,通过加入交联剂构建氢键与共价键使得羧甲基纤维素钠与针叶纸浆纤维充分交联,并利用发泡剂和冰模板法相结合的方法,使得气凝胶形成三维多孔结构。制备的气凝胶材料可压缩至原体积的2.5%~10%,压缩后遇水可在20s内快速膨胀至原体积的95%~100%,液体吸收率≥20g/g,整体强度和韧性较高,且在制备过程中不使用有毒有机溶剂,可生物降解,成本低廉,适合大规模生产,在止血材料领域具有广阔的应用前景。
背景技术
气凝胶是指通过溶胶凝胶法,应用化学或物理交联形成不溶于水的三维网络结构,再经过一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料。气凝胶具有膨胀作用、触变作用和离浆作用,同时,还具有高孔隙率、低密度等特点,在生物材料、吸附材料、电子材料等领域得到了广泛的应用。目前制备高强度的可压缩膨胀气凝胶吸液材料是气凝胶功能性材料领域的一大研究热点。
现有的可压缩膨胀气凝胶吸液材料主要包括碳化气凝胶吸液材料、明胶纤维海绵气凝胶吸液材料、羧甲基壳聚糖气凝胶吸液材料、层状纳米纤维气凝胶吸液材料、淀粉-聚乙二醇气凝胶吸液材料等。但是,上述材料普遍存在整体强度较低的问题,在实际使用过程中材料本身容易遭到破坏,对后续使用过程造成不利影响。同时,上述材料,如羧甲基壳聚糖气凝胶吸液材料所需的羧甲基壳聚糖原料成本较高,不利于规模化批量生产;层状纳米纤维气凝胶吸液材料所需的纳米纤维制造工艺复杂,制备过程中首先需要合成具有弹性的微结构纳米纤维,这种原料的制备通常需要电纺加工,制备周期长、加工难度大、产率较低、生产成本较高。因此,有必要提供一种制备成本低、整体强度高、韧性高,同时具有良好的压缩与回弹性能的气凝胶材料。
实现思路