一种高强度凝胶及其制备方法

技术领域

本申请属于凝胶技术领域，尤其涉及一种高强度凝胶及其制备方法。

背景技术

传统凝胶机械性能差的缺点极大限制了它的应用。近些年来，已有多种策略改进凝胶的机械性能：从共价网络的修饰如基于聚轮烷的滑动环网络、基于四臂聚乙烯醇的均质网络到引入疏水相互作用、动态离子配位建等构建第二层网络。但是这些方法制备存在流程繁琐、原料选择单一等问题。

发明内容

基于此，本申请提供了一种高强度凝胶及其制备方法，有效解决现有制备高强度凝胶的流程繁琐、原材料选择单一的技术问题。

本申请第一方面提供了一种高强度凝胶，其特征在于，包括：

溶剂和单体；

其中，所述单体包括第一单体和第二单体；所述第一单体在所述溶剂中溶解度小于等于10mg/mL，且所述第一单体形成的均聚物的玻璃化转变温度T

在引发聚合条件下，所述单体在所述溶剂中发生聚合反应后，将所得材料浸泡于所述溶剂中，得到高强度凝胶。

具体的，所述第一单体在所述溶剂中溶解度低于10mg/mL；所述第二单体在所述溶剂中溶解度不低于30mg/mL。所述第二单体形成的均聚物的玻璃化转变温度T

具体的，所述第一单体可以为单一物质，也可以为多种不同物质的组合，所述第一单体只要符合在所述溶剂中溶解度低于10mg/mL即可；所述第二单体可以为单一物质，也可以为多种不同物质的组合，所述第二单体只要符合在所述溶剂中的溶解度不低于30mg/mL即可。

具体的，所述第一单体形成的均聚物的玻璃化转变温度T

具体的，本申请的高强度凝胶具有类玻璃化特性。

具体的，通过浸泡于所述溶剂中直至水凝胶质量稳定，得到高强度凝胶。

另一实施例中，所述第一单体和所述第二单体为各自可发生无规共聚、交替共聚、接枝共聚或嵌段共聚形成高强度凝胶的单体。

另一实施例中，所述第一单体和所述第二单体为各自可发生物理掺杂、半互穿网络掺杂或互穿网络掺杂形成高强度凝胶的单体。

具体的，所述第一单体为可发生无规共聚、交替共聚、接枝共聚或嵌段共聚形成高强度凝胶的单体；所述第二单体为可发生无规共聚、交替共聚、接枝共聚或嵌段共聚形成高强度凝胶的单体。

另一实施例中，所述引发聚合条件选自光引发、热引发、氧化还原引发或辐射引发中的一种或多种。

具体的，所述引发剂的摩尔用量为所述单体摩尔总量的0.01～5％。

另一实施例中，所述光引发的引发剂选自α-酮戊二酸、2,2-二乙氧基苯乙酮和二苯甲酮中的一种或多种。

另一实施例中，所述热引发的热引发剂选自过氧化二苯甲酰(BPO)或/和偶氮二异丁腈(AIBN)，所述热引发剂的摩尔用量为所述单体摩尔总量的1～5％。

另一实施例中，所述第一单体选自丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸金刚烷基酯和甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种；所述第二单体选自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰基甘氨酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸氢乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸氧乙基三甲基氯化铵中的一种或多种。

另一实施例中，所述第一单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苯酯和丙烯腈中的一种或多种；所述第二单体选自丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺中的一种或多种。

另一实施例中，所述单体在所述高强度凝胶体系中的总浓度为1～10mol/L。

另一实施例中，所述溶剂选自水、正十六烷、甲酰胺、乙醇、丙醇、丙酮、甲苯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、二甲基亚砜、丙酮或N,N’-二甲基甲酰胺、正十二烷、正十六烷、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

另一实施例中，所述交联剂选自1,4-丁二醇二丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种；所述交联剂的摩尔用量为所述单体摩尔总量的0～5％。

另一实施例中，所述交联剂选自1,4-丁二醇二丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种；所述交联剂的摩尔用量为所述单体摩尔用量的1～5％。

本申请第二方面提供了所述高强度凝胶的制备方法，包括：将单体和溶剂混合，在引发聚合条件下，所述单体在所述溶剂中发生聚合反应后，将所得材料浸泡于所述溶剂中，得到高强度凝胶；

其中，所述单体包括第一单体和第二单体；所述第一单体在所述溶剂中溶解度低于10mg/mL，且所述第一单体形成的均聚物的玻璃化转变温度Tg大于等于25℃；所述第二单体在所述溶剂中的溶解度不低于30mg/mL。

另一实施例中，所述引发聚合条件选自光引发、热引发、氧化还原引发或辐射引发中的一种或多种。

具体的，所述光引发的条件为在无水无氧环境中紫外照射6h～12h。

本申请的目的针对现有技术中制备高强度凝胶的流程繁琐、原材料选择单一的技术问题。因此，本申请提供一种类玻璃化高强度凝胶，通过引入高玻璃化转化温度的疏水单体/疏油与亲水/亲油单体进行共聚或高分子掺杂，制备类玻璃态的高强度凝胶。类玻璃态的凝胶玻璃化转化温度高于室温，在室温下呈现出良好的机械性能，兼具硬度与韧性。本发明提出的制备高强度的凝胶的方法，引入高玻璃化转化温度的疏水单体/疏油单体与亲水单体/亲油单体在溶剂、交联剂和光引发剂下共聚或掺杂，这些原料来源广泛，制备流程简单、通用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的AAm-IBA凝胶的粘弹性行为图；

图2为本申请实施例提供的AAm-IBA凝胶的拉伸应力-应变图；

图3为本申请实施例提供的AAm-MMA-IBA凝胶的拉伸应力-应变图；

图4为本申请实施例提供的(IPN)AAm-MMA凝胶的拉伸应力-应变图；

图5为本申请实施例提供的(Semi-IPN)NAGA-MMA凝胶的拉伸应力-应变图；

图6为本申请实施例提供的(IPN)AN-LMA凝胶的拉伸应力-应变图；

图7为本申请对比例提供的AAm-BZA凝胶的拉伸应力-应变图。

具体实施方式

本申请提供了一种高强度凝胶的开发及其制备方法，用于解决现有技术中的技术缺陷。

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

其中，以下实施例所用原料或试剂均为市售或自制。

AAm为丙烯酰胺；MAAm为甲基丙烯酰胺；NAGA为N-丙烯酰基甘氨酰胺；HEA为丙烯酸羟乙酯；NIPAM为N-异丙基丙烯酰胺；BZA为丙烯酸苄基酯；BZMA为甲基丙烯酸苄基酯；DMAc为N,N’-二甲基丙烯酰胺；IBA为丙烯酸异冰片酯；MMA为甲基丙烯酸甲酯；LMA为甲基丙烯酸月桂酯；AN为丙烯腈；IPMA为甲基丙烯酸异丙酯；AdMA为甲基丙烯酸金刚烷基酯；PA为丙烯酸苯酯；tBuMA为甲基丙烯酸叔丁酯；tBuA为丙烯酸叔丁酯；AAc为丙烯酸；α-keto为α-酮戊二酸；BP为二苯甲酮；BPO为过氧化二苯甲酰；BDA为1,4-丁二醇二丙烯酸；EGDMA为乙二醇二甲基丙烯酸酯；DMSO为二甲基亚砜；Diox为1，4-二氧六环；EA为乙酸乙酯。

本申请所述玻璃态为在温度较低时，材料为刚性固体状，与玻璃相似，在外力作用下只会发生非常小的形变，此状态即为玻璃态。

本申请所述玻璃化转化温度为玻璃化转变温度(T

本申请所述水凝胶是一种含水的三维网络结构凝胶材料。

有机凝胶为含水的三维网络结构凝胶材料中的溶剂为其他有机溶剂时，可将凝胶称为有机凝胶。

其中，第一单体中，丙烯酸苯酯的玻璃化转化温度为110℃；丙烯酸异冰片酯的玻璃化转化温度为74℃；甲基丙烯酸甲酯的玻璃化转化温度为105℃；甲基丙烯酸苯酯的玻璃化转化温度为110℃；甲基丙烯酸叔丁酯的玻璃化转化温度为118℃；甲基丙烯酸异丙酯玻璃化转化温度为81℃；甲基丙烯酸苄酯的玻璃化转化温度为54℃。

具体的，所述高强度凝胶包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺和1,4-二氧六环。

具体的，所述高强度凝胶包括丙烯酸异冰片酯、丙烯酰胺和二甲基亚砜。

具体的，所述高强度凝胶包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酰胺和二甲基亚砜。

具体的，所述高强度凝胶包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺和二甲基亚砜。

具体的，所述高强度凝胶包括甲基丙烯酸甲酯、N-丙烯酰基甘氨酰胺、乙酸乙酯和DMSO。

具体的，所述高强度凝胶包括丙烯腈、甲基丙烯酸月桂酯和1,4-二氧六环。

具体的，所述高强度凝胶包括甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸和二甲基亚砜。

具体的，所述高强度凝胶包括丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酰胺和二甲基亚砜。

具体的，所述高强度凝胶包括甲基丙烯酸金刚烷基酯、丙烯酸羟乙酯和1,4-二氧六环。

具体的，所述高强度凝胶包括甲基丙烯酸苄酯、N,N’-二甲基丙烯酰胺和二甲基亚砜。

具体的，所述高强度凝胶包括甲基丙烯酸异丙酯、N-异丙基丙烯酰胺和丙酮。

实施例1

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏水单体溶液，溶质为甲基丙烯酸甲酯(MMA)，浓度为2mol/L，其溶剂为1,4-二氧六环，制得疏水单体溶液；

2、向上述疏水单体溶液中加入亲水单体丙烯酰胺(AAm)，得到第一混合溶液，其中丙烯酰胺的浓度为2mol/L；

3、向上述第一混合液中以溶液的形式加入二苯甲酮和乙二醇二甲基丙烯酸酯光引发剂，得到第二混合溶液，其中二苯丙酮和乙二醇二甲基丙烯酸酯的浓度分别为两种单体浓度之和的0.5％和2％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的初始状态的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，直至水凝胶质量稳定，得到高强度凝胶，标记为AAm-MMA凝胶。

检测本实施例的AAm-MMA凝胶的粘弹性行为和拉伸应力-应变图，结果如图1所示。本申请实施例通过引入高玻璃化转化温度的疏水单体和亲水单体提高凝胶的机械强度，本实施例制备的凝胶在室温下展现类玻璃态的机械性状，图1表示AAm-MMA凝胶的玻璃化转化温度为36℃。E’为储能模量，E”为损耗模量，tanδ＝储能模量/损耗模量。

实施例2

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏水单体溶液，溶质为疏水单体丙烯酸异冰片酯(IBA)，溶剂为二甲基亚砜，制得疏水单体溶液，其中丙烯酸异冰片酯的浓度为1.5mol/L；

2、向上述疏水单体溶液中加入亲水单体丙烯酰胺(AAm)，得到第一混合溶液，其中丙烯酰胺的浓度为2mol/L；

3、向上述第一混合液中加入交联剂BDA和光引发剂α-keto，得到第二混合溶液，其中BDA和α-keto的浓度分别为亲水单体和疏水单体摩尔总量的2％和0.5％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，得到高强度凝胶，标记为AAm-IBA凝胶。

检测本实施例的AAm-IBA凝胶的拉伸应力-应变图，结果如图2所示。本申请实施例通过引入高玻璃化转化温度的疏水单体和亲水单体提高凝胶的机械强度，本实施例制备的凝胶在室温下展现类玻璃态的机械性状。

实施例3

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏水单体溶液，溶质为疏水单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸异冰片酯(IBA)，溶剂为二甲基亚砜，制得疏水单体溶液，其中甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸异冰片酯的浓度分别为0.5mol/L和1.5mol/L；

2、向上述疏水单体溶液中加入亲水单体丙烯酰胺(AAm)，得到第一混合溶液，其中丙烯酰胺的浓度为2mol/L；

3、向上述第一混合液中加入交联剂BDA和光引发剂α-keto，得到第二混合溶液，其中BDA和α-keto的浓度分别为亲水单体和疏水单体摩尔总量的2％和0.5％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，得到高强度凝胶，标记为AAm-MMA-IBA凝胶。

检测本实施例的AAm-MMA-IBA凝胶的拉伸应力-应变图，结果如图3所示。本申请实施例通过引入高玻璃化转化温度的疏水单体和亲水单体提高凝胶的机械强度，本实施例制备的凝胶在室温下展现类玻璃态的机械性状。

实施例4

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、制备疏水凝胶，溶质为疏水单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)，浓度为1.5mol/L，溶剂为二甲基亚砜，交联剂BDA和光引发剂α-keto，其中BDA和α-keto的浓度为疏水单体摩尔量的2％和0.5％，紫外引发10h，得到疏水凝胶；

2、在DMSO中加入亲水单体丙烯酰胺(AAm)，交联剂BDA和α-keto，形成亲水溶液，BDA和α-keto的浓度为亲水单体和疏水单体摩尔总量的2％和0.5％；

3、将得到的疏水凝胶浸泡于上述亲水溶液中2h，其中丙烯酰胺与甲基丙烯酸甲酯的质量的比为3:2；

4、将上述充分浸泡的疏水凝胶在无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，得到具有互穿网络IPN结构的高强度凝胶，标记为(IPN)AAm-MMA凝胶。

检测本实施例的(IPN)AAm-MMA凝胶的拉伸应力-应变图，结果如图4所示。本申请实施例通过引入高玻璃化转化温度的疏水单体和亲水单体提高凝胶的机械强度，本实施例制备的凝胶在室温下展现类玻璃态的机械性状。

实施例5

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、制备线性聚合物linear polymer，溶质为疏水单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和热引发剂过氧化二苯甲酰(BPO)，溶剂为乙酸乙酯(EA)，75℃加热9h后纯化，得到纯化后的线性聚合物；甲基丙烯酸甲酯的浓度为2.5mol/L，BPO的摩尔用量是甲基丙烯酸甲酯摩尔用量的1％；

2、将亲水单体N-丙烯酰基甘氨酰胺(NAGA)和上述纯化后的线性聚合物溶解于DMSO中，得到第一混合溶液，其中NAGA的浓度为2mol/L，NAGA与线性甲基丙烯酸甲酯的质量比为3:2；

3、向上述第一混合液中加入交联剂BDA和光引发剂α-keto，混合得到第二混合溶液，其中BDA和α-keto分别为亲水单体和疏水单体摩尔总量的1％和0.5％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，得到具有半互穿网络(Semi-IPN)结构的高强度凝胶，标记为(Semi-IPN)NAGA-MMA凝胶。

检测本实施例的(Semi-IPN)NAGA-MMA凝胶的拉伸应力-应变图，结果如图5所示。本申请实施例通过引入高玻璃化转化温度的疏水单体和亲水单体提高凝胶的机械强度，本实施例制备的凝胶在室温下展现类玻璃态的机械性状。

实施例6

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏油凝胶，溶质为疏油单体丙烯腈(AN)，其浓度为2mol/L，溶剂为1，4-二氧六环，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和光引发剂为二苯甲酮(BP)，其中EGDMA和BP的浓度为疏油单体摩尔量的1％和0.2％，紫外引发10h，得到疏油凝胶；

2、在溶剂1，4-二氧六环中加入亲油单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)，交联剂为EGDMA和引发剂BP，形成亲油溶液，EGDMA和BP的浓度分别为亲油单体和疏油单体摩尔总量的1％和0.2％；

3、将疏油凝胶浸泡在上述亲油溶液中2h，其中LMA和AN的质量比为3:2；

4、将充分浸润的疏油凝胶在无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的有机凝胶脱模充分挥干，并将其浸泡在正十六烷中，得到具有互穿网络IPN结构的高强度凝胶，标记为(IPN)AN-LMA凝胶。

检测本实施例的(IPN)AN-LMA凝胶的拉伸应力-应变图，结果如图6所示。本申请实施例通过引入高玻璃化转化温度的疏水单体和亲水单体提高凝胶的机械强度，本实施例制备的凝胶在室温下展现类玻璃态的机械性状。

实施例7

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏水单体溶液，溶质为疏水单体甲基丙烯酸苯酯(PMA)和丙烯酸叔丁酯(tBuA)，溶剂为二甲基亚砜，制得疏水单体溶液，其中甲基丙烯酸苯酯和丙烯酸叔丁酯的浓度分别为0.5mol/L和1.5mol/L；

2、向上述疏水单体溶液中加入亲水单体丙烯酸(AAc)，得到第一混合溶液，其中丙烯酸的浓度为2mol/L；

3、向上述第一混合液中加入交联剂BDA和光引发剂α-keto，得到第二混合溶液，其中BDA和α-keto的浓度分别为亲水单体和疏水单体摩尔总量的2％和0.5％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，得到高强度凝胶，标记为AAc-PMA-tBuA凝胶。检测本实施例凝胶的拉伸应力-应变，结果与实施例6相似，具备类玻璃态的力学性质。

实施例8

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏水单体溶液，溶质为疏水单体丙烯酸苯酯(PA)和甲基丙烯酸叔丁酯(tBuMA)，溶剂为二甲基亚砜，制得疏水单体溶液，其中丙烯酸苯酯和甲基丙烯酸叔丁酯的浓度分别为0.5mol/L和1.5mol/L；

2、向上述疏水单体溶液中加入亲水单体甲基丙烯酰胺(MAAm)，得到第一混合溶液，其中丙烯酸的浓度为2mol/L；

3、向上述第一混合液中加入交联剂BDA和光引发剂α-keto，得到第二混合溶液，其中BDA和α-keto的浓度分别为亲水单体和疏水单体摩尔总量的2％和0.5％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，得到高强度凝胶，标记为MAAm-PA-tBuMA凝胶。检测本实施例凝胶的拉伸应力-应变，结果与实施例6相似，具备类玻璃态的力学性质。

实施例9

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏水单体溶液，溶质为甲基丙烯酸金刚烷基酯(AdMA)，浓度为2mol/L，其溶剂为1,4-二氧六环，制得疏水单体溶液；

2、向上述疏水单体溶液中加入亲水单体丙烯酸羟乙酯(HEA)，得到第一混合溶液，其中丙烯酰胺的浓度为2mol/L；

3、向上述第一混合液中以溶液的形式加入二苯甲酮和乙二醇二甲基丙烯酸酯光引发剂，得到第二混合溶液，其中二苯丙酮和乙二醇二甲基丙烯酸酯的浓度分别为两种单体(亲水单体和疏水单体)浓度之和的0.5％和2％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的初始状态的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，直至水凝胶质量稳定，得到高强度凝胶，标记为AdMA-HEA凝胶。检测本实施例凝胶的拉伸应力-应变，结果与实施例6相似，具备类玻璃态的力学性质。

实施例10

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏水单体溶液，溶质为甲基丙烯酸苄酯(BZMA)，浓度为2mol/L，其溶剂为二甲基亚砜，制得疏水单体溶液；

2、向上述疏水单体溶液中加入亲水单体N,N’-二甲基丙烯酰胺(DMAc)，得到第一混合溶液，其中N,N’-二甲基丙烯酰胺的浓度为2mol/L；

3、向上述第一混合液中以溶液的形式加入二苯甲酮和乙二醇二甲基丙烯酸酯光引发剂，得到第二混合溶液，其中二苯丙酮和乙二醇二甲基丙烯酸酯的浓度分别为两种单体(亲水单体和疏水单体)浓度之和的0.5％和2％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的初始状态的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，直至水凝胶质量稳定，得到高强度凝胶，标记为DMAc-BZMA凝胶。检测本实施例凝胶的拉伸应力-应变，结果与实施例6相似，具备类玻璃态的力学性质。

实施例11

本申请实施例提供了一种高强度凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制疏水单体溶液，溶质为甲基丙烯酸异丙酯(IPMA)，浓度为2mol/L，其溶剂为丙酮，制得疏水单体溶液；

2、向上述疏水单体溶液中加入亲水单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，得到第一混合溶液，其中N-异丙基丙烯酰胺的浓度为2mol/L；

3、向上述第一混合液中以溶液的形式加入二苯甲酮和乙二醇二甲基丙烯酸酯光引发剂，得到第二混合溶液，其中二苯丙酮和乙二醇二甲基丙烯酸酯的浓度分别为两种单体(亲水单体和疏水单体)浓度之和的0.5％和2％；

4、将上述第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。

5、将上述制备得到的初始状态的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中，直至水凝胶质量稳定，得到高强度凝胶，标记为NIPAM-IPMA凝胶。检测本实施例凝胶的拉伸应力-应变，结果与实施例6相似，具备类玻璃态的力学性质。

对比例1

本申请对比例提供了一种凝胶，具体制备方法，包括如下步骤：

1、配制摩尔浓度为2.5mol/L的丙烯酸苄基酯溶液，丙烯酸苄基酯溶液的溶剂为二甲基亚砜；

2、向丙烯酸苄基酯溶液中加入丙烯酰胺，丙烯酰胺在丙烯酸苄基酯溶液体系中的浓度为0.5mol/L，得到第一混合溶液；

3、向第一混合溶液中加入1,4-丁二醇二丙烯酸和α-酮戊二酸，α-酮戊二酸在第一混合溶液中的浓度为3mmol/L，1,4-丁二醇二丙烯酸在第一混合溶液的浓度为30mmol/L，超声60s混合，形成第二混合溶液；

4、将第二混合液倒入到玻璃板模具中，无水无氧环境下紫外照射10h，得到有机凝胶。将上述制备得到的有机凝胶脱模，并将其浸泡在去离子水中得到凝胶，标记为AAm-BZA凝胶。

检测本对比例的AAm-BZA凝胶的拉伸应力-应变图，结果如图7所示，因为丙酸苄基酯的玻璃化转化温度为6℃，低于室温。本申请对比例的凝胶的机械强度很低，不具备类玻璃态的力学性质。

综上所述，本申请为提供一种制备类玻璃态高强度凝胶的方法。在溶剂(包括水及水溶液、有机溶剂、离子液体等)存在的条件下，将至少两种的单体共聚(包括无规共聚、交替共聚、接枝共聚、嵌段共聚等)或进行高分子掺杂(物理掺杂、半互穿网络、互穿网络等)的方式合成高分子凝胶。该凝胶体系中，至少有一部分单体与溶剂无相容性，即单体不溶于该溶剂，且这部分单体自身具有高于室温的玻璃化转变温度；同时，至少有一部分单体与溶剂有相容性，即单体溶于该溶剂。通过此方式制备凝胶的方法简单普适高效，且其力学性能优异。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。