一种功能化二氧化钛抗紫外水凝胶及其制备方法与流程

1.本发明属于功能高分子材料技术领域，具体涉及一种功能化二氧化钛抗紫外水凝胶及其制备方法。


背景技术：

2.水凝胶是一种亲水的三维网络结构聚合物，可以在水中溶胀并保持大量体积的水，同时保持其结构不溶解，集吸水、保湿、缓释、柔软等特点于一体，生物医药领域有着广泛应用。羧甲基纤维素水凝胶不仅具备一般水凝胶的吸水、保水、缓释及对外界刺激的敏感性响应等性能，还由于其特殊性质而具有低毒、生物相容及透明等优良性质，在生物医药，食品工业等领域具有广泛的应用，但其抗紫外能力较差，限制了其应用范围。
3.纳米二氧化钛作为无机抗紫外剂，具有独特的光化学活性和光催化抗菌性能，环保无污染，在抗紫外具有广阔的应用。但是纳米二氧化钛在高分子聚合物中存在分散性差的缺点，与水凝胶的相容性不好，容易发生团聚，当团聚体粒度达到亚微米和微米级，不易产生活性基团，发挥不出应有的抗紫外性能。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，一种功能化二氧化钛抗紫外水凝胶及其制备方法解决了水凝胶抗紫外性能差的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种功能化二氧化钛抗紫外水凝胶，包括以下制备步骤：
7.(1)将羧甲基纤维素溶于naoh溶液中，接着加入受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛，在20～40℃下搅拌均匀，得混合物；
8.(2)保温反应：接着向步骤(1)中所得混合物加入环氧氯丙烷，搅拌均匀，在55～65℃下保温2～4h，得反应产物；
9.(3)后处理：随后将步骤(2)中所得反应产物洗涤、干燥后，即得功能化二氧化钛抗紫外水凝胶。
10.优选的，以重量份计，各物质的用量如下：
11.羧甲基纤维素20～30份；
12.环氧氯丙烷5～10份；
13.受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛5～10份；
14.naoh溶液100份。
15.优选的，所述受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：
16.s1、将浓盐酸滴入4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸中，在一定温度下，再将亚硝酸钠溶液加入4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸溶液中，在0℃下反应 30min，得到重氮盐溶液，接着将对甲基苯酚加入到乙醇和浓盐酸中，搅拌均匀后得到混合液，随后将重氮盐溶液滴入到混合液中，在 0～5℃下反应3h，反应完成后进行过滤、洗涤、抽滤、烘干处理，制得4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯
基)偶氮基)
‑3‑
硝基苯磺酸；
17.s2、将步骤s1所得4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑
硝基苯磺酸用naoh调至碱性，接着进行升温、搅拌，随后加入二氧化硫脲，反应完成后进行冷却，用hcl调ph至中性，之后加入饱和nacl 溶液进行析出，随后进行过滤得到固体，接着将固体溶解滤去不溶物，然后将得到的滤液进行旋蒸、烘干处理后，制得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酸；
18.s3、将步骤s2所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酸加入甲苯中，随后再加入亚硫酰氯和二甲基甲酰胺，进行回流反应，反应完成后进行冷却、浓缩、过滤、干燥处理，制得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑ꢀ
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酰氯；
19.s4、将步骤s3所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酰氯加入四氢呋喃和三乙胺混合液中，随后加入氨基化纳米二氧化钛，反应完成后进行洗涤、干燥处理，制得苯并三唑改性二氧化钛；
20.s5、将步骤s4所得苯并三唑改性二氧化钛加入四氯化碳中，随后加入aibn和溴素，在45～50℃下反应17h，反应完成后进行重结晶处理，得到单溴化苯并三唑改性二氧化钛；
21.s6、将步骤s5所得单溴化苯并三唑改性二氧化钛加入丙酮中，随后加入碳酸钾和四甲基哌啶胺，在80℃下反应19h，反应完成后进行提纯、干燥处理，即得受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛。
22.优选的，所述步骤s1中亚硝酸钠和4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸质量比为100：300～400，重氮化的4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸和对甲基苯酚的质量比为200：100。
23.优选的，所述步骤s2中的hcl浓度为36％，naoh溶液浓度为 0.2g/ml，反应温度为70～75℃，反应时间为3～4h。
24.优选的，所述步骤s3中的2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酸、亚硫酰氯和二甲基甲酰胺的质量比为100：200～250：5～10，反应温度为70℃，反应时间为12～24h。
25.优选的，所述步骤s4中的2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
ꢀ‑5‑
磺酰氯和氨基化纳米二氧化钛的质量比为200～300：100，反应温度为20～25℃，反应时间为2～4h。
26.优选的，所述步骤s5中的aibn、溴素和苯并三唑改性二氧化钛的质量比为5：50：100。
27.优选的，所述步骤s6中的四甲基哌啶胺和单溴化苯并三唑改性二氧化钛的质量比为30～60：100。
28.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
29.(1)本发明提供的功能化二氧化钛抗紫外水凝胶，4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸经重氮、偶合、还原后，得到2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑ꢀ
苯并三唑
‑5‑
磺酸，磺酸基与亚硫酰氯反应变为磺酰氯基团，再与氨基化纳米二氧化钛修饰的氨基基团在三乙胺作用下反应，得到苯并三唑改性二氧化钛，然后以aibn为引发剂，与溴素发生反应，生成单溴化苯并三唑改性二氧化钛，在丙酮条件下，与四甲基哌啶胺发生取代反应，得到受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛，从而在二氧化钛表面化学接枝苯并三唑与受阻胺基团，在交联剂环氧氯丙烷的作用下，与羧甲基纤维素产生交联作用，即得抗紫外功能化二氧化钛
‑
羧甲基纤维素水凝胶。
30.(2)本发明提供的功能化二氧化钛抗紫外水凝胶，通过化学接枝的方式，将苯并三唑与受阻胺基团连接至纳米二氧化钛表面，再通过交联剂与羧甲基纤维素钠进行交联，形
成三维网络结构，使功能化纳米二氧化钛在水凝胶中具有很好的相容性和分散性，解决了纳米二氧化钛易团聚，以及苯并三唑与受阻胺直接添加易脱落流失的问题。同时分散均匀的改性纳米二氧化钛对水凝胶具有更好的抗紫外效果，并且提升了水凝胶的力学性能。
31.(3)本发明提供的功能化二氧化钛抗紫外水凝胶，在二氧化钛表面接枝的苯并三唑与受阻胺基团具有优异的抗紫外性能，受阻胺光稳定剂作为一种自由基捕获剂，与苯并三唑类紫外线吸收剂同时使用，可以延长受阻胺和紫外线吸收剂的有效浓度保留时间，因而呈现协同作用。引入受阻胺、苯并三唑与纳米二氧化钛，通过自由基捕获、紫外吸收、紫外屏蔽三种方式，结合有机、无机抗紫外剂，一起增强水凝胶的抗紫外性能，大大拓宽了材料的应用范围。
32.(4)本发明提供的功能化二氧化钛抗紫外水凝胶，在羧甲基纤维素水凝胶中引入纳米二氧化钛，纳米二氧化钛作为一种光屏蔽剂，当其在受到紫外线照射时，由于其粒子尺寸较小，会对紫外线产生明显的散射作用，即能够像在光源和高分子材料间阻隔了一道屏障，阻止太阳光中的紫外线进入到水凝胶材料内部。同时，当其受紫外线照射时，比其禁带宽度(约为2.3ev)能量大的光线被吸收，使价带的电子激发至导带，结果使价电子带缺少电子而发生空穴，形成容易移动且活性极强的电子空穴对。这样的电子空穴对一方面可以在发生各种氧化还原反应时相互之间又重新结合，以热量或产生荧光的形式释放能量，二氧化钛通过其独特的紫外屏蔽与紫外吸收方式，达到保护水凝胶的目的。
33.(5)本发明提供的功能化二氧化钛抗紫外水凝胶，通过化学接枝的方式引入了苯并三唑，具有良好的紫外线吸收性能和高效的光稳定性能，酚羟基上的氢原子与三唑环上的氮原子结合成氢键，形成了一个稳定的分子内六元环，当吸收紫外光能后，氢键断裂，使羟基上的氢质子转移到三唑环中的氮原子上，形成了互变异构体。在较高的能量作用下这种结构不稳定，将吸收的光能以热能的方式释放出去，回到最初稳定的基态，能有效吸收280～380nm波段的紫外线。
34.(6)本发明提供的功能化二氧化钛抗紫外水凝胶，引入了受阻胺光稳定剂，其因光的照射下被氧化，产生氧氮自由基，这类化合物的化学稳定性高，水凝胶以及二氧化钛因光氧化产生的活性自由基都能被该类化合物捕获，从而抑制了光氧化反应的发生，使水凝胶有更好的抗紫外性能。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
36.其中氨基化纳米二氧化钛根据专利[公开号：cn104495916b]中所记载的技术制得，其它物料都通过市场购买所得。
[0037]
实施例1
[0038]
一种功能化二氧化钛抗紫外水凝胶的制备方法，其制备方法如下：
[0039]
(1)将30ml浓盐酸缓慢滴加到30g 4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸中，待体系温度降至室温得到混合液；接着将10g亚硝酸钠加入到18ml水中，搅拌至完全溶解，随后滴入到上述混合
液中，在0℃下反应0.5h，得到重氮盐溶液；在0℃下，将上述重氮盐溶液缓慢滴入含有20g对甲基苯酚和30ml浓盐酸溶液的乙醇(300ml)中，反应3h，反应完成后进行过滤，过滤后用乙醇洗涤数次，随后进行抽滤、烘干处理，得到4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑
硝基苯磺酸；
[0040]
(2)将步骤(1)中所得4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑ꢀ
硝基苯磺酸(20g)用0.2g/mol naoh调至强碱性，升温至70℃后进行搅拌，接着缓慢滴加二氧化硫脲至溶液变为淡黄色，反应3h，反应完成后进行冷却，用36％hcl调节ph至中性，之后加入饱和nacl 溶液进行析出，随后进行过滤得到固体；接着将固体用甲醇进行溶解，之后滤去不溶物，得到滤液，随后将滤液进行旋蒸、烘干处理，得到 2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酸；
[0041]
(3)将步骤(2)所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑ꢀ
磺酸(20g)加入甲苯(400ml)中，接着逐滴加入40g亚硫酰氯和 1g二甲基甲酰胺，在70℃下回流反应12h，反应完成后冷却，随后进行真空浓缩、干燥过滤处理，得到2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酰氯；
[0042]
(4)将步骤(3)所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑ꢀ
磺酰氯(20g)加入含有20g三乙胺的四氢呋喃(400ml)中，随后加入10g氨基化纳米二氧化钛，在20℃下反应2h，反应完成后进行洗涤、干燥处理，制得苯并三唑改性二氧化钛；
[0043]
(5)将步骤(4)所得苯并三唑改性二氧化钛(20g)加入400ml 四氯化碳中，随后加入1gaibn和10g溴素，在45℃下反应17h，反应完成后进行重结晶处理，得到单溴化苯并三唑改性二氧化钛；
[0044]
(6)将步骤(5)所得单溴化苯并三唑改性二氧化钛(20g)加入400ml丙酮中，随后加入10g碳酸钾和6g四甲基哌啶胺，在80℃反应19h，反应完成后进行提纯、干燥处理，即得受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛；
[0045]
(7)将20g羧甲基纤维素完全溶解于100g 0.4mol/l氢氧化钠溶液中，加入步骤(6)中所得受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛(5g)， 20℃下充分搅拌均匀，随后加入5g环氧氯丙烷，接着搅拌直至分散均匀，随后在55℃下反应2h，反应完成后分别采用去离子水和乙醇洗涤反应产物，最后经干燥处理，即得功能化二氧化钛抗紫外水凝胶。
[0046]
实施例2
[0047]
一种功能化二氧化钛抗紫外水凝胶的制备方法，其制备方法如下：
[0048]
(1)将35ml浓盐酸缓慢滴加到35g 4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸中，待体系温度降至室温得到混合液；接着将10g亚硝酸钠加入到18ml水中，搅拌至完全溶解，随后滴入到上述混合液中，在0℃下反应0.5h，得到重氮盐溶液；在3℃下，将上述重氮盐溶液缓慢滴入含有22.5g 对甲基苯酚和35ml浓盐酸的乙醇(300ml)中，反应3h，反应完成后进行过滤，过滤后用乙醇洗涤数次，随后进行抽滤、烘干处理，得到4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑
硝基苯磺酸；
[0049]
(2)将步骤(1)中所得4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑ꢀ
硝基苯磺酸(20g)用0.2g/mol naoh调至强碱性，升温至73℃后进行搅拌，接着缓慢滴加二氧化硫脲至溶液变为淡黄色，反应3.5h，反应完成后进行冷却，用36％hcl调节ph至中性，之后加入饱和nacl 溶液进行析出，随后进行过滤得到固体；接着将固体用甲醇进行溶解，之后滤去不溶物，得到滤液，随后将滤液进行旋蒸、烘干处理，得到 2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺
酸；
[0050]
(3)将步骤(2)所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑ꢀ
磺酸(20g)加入甲苯(400ml)中，接着逐滴加入45g亚硫酰氯和 1.5g二甲基甲酰胺，在70℃下回流反应18h，反应完成后冷却，随后进行真空浓缩、干燥过滤处理，得到2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酰氯；
[0051]
(4)将步骤(3)所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑ꢀ
磺酰氯(25g)加入含有25g三乙胺的四氢呋喃(400ml)中，随后加入10g氨基化纳米二氧化钛，在22℃下反应3h，反应完成后进行洗涤、干燥处理，制得苯并三唑改性二氧化钛；
[0052]
(5)将步骤(4)所得苯并三唑改性二氧化钛(20g)加入400ml 四氯化碳中，随后加入1gaibn和10g溴素，在48℃下反应17h，反应完成后进行重结晶处理，得到单溴化苯并三唑改性二氧化钛；
[0053]
(6)将步骤(5)所得单溴化苯并三唑改性二氧化钛(20g)加入400ml丙酮中，随后加入12g碳酸钾和9g四甲基哌啶胺，在80℃反应19h，反应完成后进行提纯、干燥处理，即得受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛；
[0054]
(7)将25g羧甲基纤维素完全溶解于100g 0.4mol/l氢氧化钠溶液中，加入步骤(6)中所得受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛(7g)， 30℃下充分搅拌均匀，随后加入7g环氧氯丙烷，接着搅拌直至分散均匀，随后在60℃下反应3h，反应完成后分别采用去离子水和乙醇洗涤反应产物，最后经干燥处理，即得功能化二氧化钛抗紫外水凝胶。
[0055]
实施例3
[0056]
一种功能化二氧化钛抗菌水凝胶的制备方法，其制备方法如下：
[0057]
(1)将40ml浓盐酸缓慢滴加到40g 4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸中，待体系温度降至室温得到混合液；接着将10g亚硝酸钠加入到18ml水中，搅拌至完全溶解，随后滴入到上述混合液中，在0℃下反应0.5h，得到重氮盐溶液；在5℃下，将上述重氮盐溶液缓慢滴入含有25g对甲基苯酚和35ml浓盐酸的乙醇(300ml)中，反应3h，反应完成后进行过滤，过滤后用乙醇洗涤数次，随后进行抽滤、烘干处理，得到4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑
硝基苯磺酸；
[0058]
(2)将步骤(1)中所得4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑ꢀ
硝基苯磺酸(20g)用0.2g/mol naoh调至强碱性，升温至75℃后进行搅拌，接着缓慢滴加二氧化硫脲至溶液变为淡黄色，反应4h，反应完成后进行冷却，用36％hcl调节ph至中性，之后加入饱和nacl 溶液进行析出，随后进行过滤得到固体；接着将固体用甲醇进行溶解，之后滤去不溶物，得到滤液，随后将滤液进行旋蒸、烘干处理，得到2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酸；
[0059]
(3)将步骤(2)所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑ꢀ
磺酸(20g)加入甲苯(200ml)中，接着逐滴加入50g亚硫酰氯和 2g二甲基甲酰胺，在70℃下回流反应24h，反应完成后冷却，随后进行真空浓缩、干燥过滤处理，得到2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酰氯；
[0060]
(4)将步骤(3)所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑ꢀ
磺酰氯(30g)加入含有30g三乙胺的四氢呋喃(400ml)中，随后加入10g氨基化纳米二氧化钛，在25℃下反应4h，反应完成后进行洗涤、干燥处理，制得苯并三唑改性二氧化钛；
[0061]
(5)将步骤(4)所得苯并三唑改性二氧化钛(20g)加入300ml 四氯化碳中，随后加入1gaibn和10g溴素，在50℃下反应17h，反应完成后进行重结晶处理，得到单溴化苯并三唑
改性二氧化钛；
[0062]
(6)将步骤(5)所得单溴化苯并三唑改性二氧化钛(20g)加入400ml丙酮中，随后加入15g碳酸钾和12g四甲基哌啶胺，在80℃反应19h，反应完成后进行提纯、干燥处理，即得受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛；
[0063]
(7)将30g羧甲基纤维素完全溶解于100g 0.4mol/l氢氧化钠溶液中，加入步骤(6)中所得受阻胺
‑
苯并三唑改性二氧化钛(10g)， 40℃下充分搅拌均匀，随后加入10g环氧氯丙烷，接着搅拌直至分散均匀，随后在65℃下反应4h，反应完成后分别采用去离子水和乙醇洗涤反应产物，最后经干燥处理，即得功能化二氧化钛抗紫外水凝胶。
[0064]
对比例1
[0065]
一种二氧化钛
‑
羧甲基纤维素水凝胶的制备方法，其制备方法如下：
[0066]
(1)将20g羧甲基纤维素完全溶解于100g 0.4mol/l氢氧化钠溶液中，接着加入5g纳米二氧化钛，在20℃下搅拌均匀，得混合物；
[0067]
(2)接着向步骤(1)中所得混合物中加入5g环氧氯丙烷，搅拌均匀，在55℃下反应2h，反应完成后分别采用去离子水和乙醇洗涤反应产物，最后经干燥处理，即得二氧化钛
‑
羧甲基纤维素水凝胶。
[0068]
对比例2
[0069]
一种功能化二氧化钛改性羧甲基纤维素水凝胶的制备方法，其制备方法如下：
[0070]
(1)将30ml浓盐酸缓慢滴加到30g 4
‑
氨基
‑3‑
硝基苯磺酸中，待体系温度降至室温得到混合液；接着将10g亚硝酸钠加入到18ml水中，搅拌至完全溶解，随后滴入到上述混合液中，在0℃下反应0.5h，得到重氮盐溶液；在0℃下，将上述重氮盐溶液缓慢滴入含有20g对甲基苯酚和30ml浓盐酸溶液的乙醇(300ml)中，反应3h，反应完成后进行过滤，过滤后用乙醇洗涤数次，随后进行抽滤、烘干处理，得到4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑
硝基苯磺酸；
[0071]
(2)将步骤(1)中所得4
‑
((2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)偶氮基)
‑3‑ꢀ
硝基苯磺酸(20g)用0.2g/mol naoh调至强碱性，升温至70℃后进行搅拌，接着缓慢滴加二氧化硫脲至溶液变为淡黄色，反应3h，反应完成后进行冷却，用36％hcl调节ph至中性，之后加入饱和nacl 溶液进行析出，随后进行过滤得到固体；接着将固体用甲醇进行溶解，之后滤去不溶物，得到滤液，随后将滤液进行旋蒸、烘干处理，得到 2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酸；
[0072]
(3)将步骤(2)所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑ꢀ
磺酸(20g)加入甲苯(400ml)中，接着逐滴加入40g亚硫酰氯和 1g二甲基甲酰胺，在70℃下回流反应12h，反应完成后冷却，随后进行真空浓缩、干燥过滤处理，得到2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑
磺酰氯；
[0073]
(4)将步骤(3)所得2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)
‑2‑
苯并三唑
‑5‑ꢀ
磺酰氯(20g)加入含有20g三乙胺的四氢呋喃(400ml)中，随后加入10g氨基化纳米二氧化钛，在20℃下反应2h，反应完成后进行洗涤、干燥处理，制得苯并三唑改性二氧化钛；
[0074]
(5)将20g羧甲基纤维素完全溶解于100g 0.4mol/l氢氧化钠溶液中，加入步骤(5)中所得苯并三唑改性二氧化钛(5g)，在20℃下充分搅拌均匀，随后加入5g环氧氯丙烷，接着搅拌直至分散均匀，随后在55℃下反应2h，反应完成后分别采用去离子水和乙醇洗涤反应产物，最后经干燥处理，即得苯并三唑改性二氧化钛水凝胶。
[0075]
将上述实施例1～3中所制得的功能化二氧化钛抗紫外水凝胶、对比例1中制得的二氧化钛
‑
羧甲基纤维素水凝胶和对比例2中制得的苯并三唑改性二氧化钛水凝胶进行吸水性能、机械性能和抗紫外性能进行测试，具体测试方法如下：
[0076]
按照gb/t 18830
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2009标准测定复合水凝胶膜的抗紫外性能，以紫外线透过率为参数。采用拉力
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压缩试验机对水凝胶进行压缩和拉伸试验。将水凝胶在去离子水中浸泡，达到吸水平衡后，取出，擦去表面的水分后称重，随后将水凝胶样品放在103℃的烘箱中恒温干燥 7h，取出并称重，测试结果见表1所示。其中，水凝胶的含水量可以通过以下公式计算得到：
[0077][0078]
上式中，w
s
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水凝胶吸水平衡后的重量；
[0079]
w
d
‑
水凝胶吸水平衡后放入103℃烘7h后的重量。
[0080]
表1
[0081][0082]
从表1中可以看出，实施例1～3的紫外线透过率都在30％以下，拉伸强度都在3mpa以上，而对比例1和2的紫外线透过率在40％以上，拉伸强度在3mpa以下，说明所制得的功能化二氧化钛抗菌水凝胶具有很较好的拉伸强度和抗紫外功能。
[0083]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。