一种双网络壁材水爆珠及其微流控制备方法 |
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| 申请号 | CN202311704072.X | 申请日 | 2023-12-12 | 公开(公告)号 | CN117814528A | 公开(公告)日 | 2024-04-05 |
| 申请人 | 安徽一丸生物科技有限公司; | 发明人 | 曹智琨; 刘吉东; 黄真媛; 相益信; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种双网络壁材 水 爆珠及其微流控制备方法，包括壁材和芯材；壁材，包括以下 质量 份的原料: 乙醇 5‑25份多官能度乙烯基 单体 30‑70份改性天然高分子20‑60份，光引发剂1173 1‑5份。本发明水爆珠壁材由互穿网络高分子构成，一方面，以改性天然高分子为基底，基于分子内部氢键相互作用，赋予水爆珠壁材高机械性能；另一方面，通过多官能度乙烯基单体自由基聚合，构筑互穿网络高分子结构，提高水爆珠壁材的交联 密度 ，进而提高保水率。所述水爆珠通过三相微流控液滴技术制备，采用同轴共流聚焦型微流控芯片，通过 表面活性剂 调控水爆珠芯材、壁材及 硅 油间的界面张 力 ，实现结构稳定的水爆珠的构筑及调控。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双网络壁材水爆珠，其特征在于，所述双网络壁材水爆珠包括壁材和芯材； |
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| 说明书全文 | 一种双网络壁材水爆珠及其微流控制备方法技术领域[0001] 本发明属于材料领域，具体涉及一种双网络壁材水爆珠及其微流控制备方法。 背景技术[0002] 烟用水爆珠对于提高烟气水分、改善烟气柔和度、减小刺激性、提高感官舒适性具有重要意义。然而，现阶段烟用爆珠主要集中在W/O型，限制了水溶性香精在烟用爆珠中的应用，且油溶性添加剂会参与燃烧，使烟气中引入其它的杂质，影响卷烟的感官品质。 [0003] 我国烟用水爆珠制备技术起步较晚，现仍处于研发阶段，壁材的选取以及工艺条件的改善仍是亟待解决的关键问题，极大影响了烟用水爆珠的工业化制备及市场发展。因此，深入研究O/W型烟用水爆珠对于卷烟抽吸品质的提升及进一步拓展爆珠在卷烟增香保润方面的应用具有重要意义。 [0004] 微流控技术是在微尺度下处理复杂流体的技术，具有高比表面积、高传热传质效率、高可控性、低能耗、连续化生产等特点，因而在流体操控、化学合成、分析检测、材料制备领域具有重要应用。其中，流体在微通道中呈层流状态，因而流体间界面张力占据主导作用。山东将军烟草新材料科技有限公司在2022年3月11日公开的公开号为CN114158768A的专利，公开了一种利用微通道的水溶性爆珠的制备方法和应用，采用水/乙醇混合溶液为内相(芯材)，采用光固化树脂、活性稀释剂和助剂体系为中间相(壁材)制备水爆珠。广西中烟工业有限责任公司在2018年8月10日公开的公开号为CN108378417A公开了一种基于毫流控技术的水溶性芯材爆珠的制备方法，采用水/乙醇混合溶液为内相(芯材)，采用与水相不溶的含光引发剂的光固化涂料，例如环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等体系为中间相(壁材)制备水爆珠。 [0005] 尽管上述发明实现了水爆珠的连续化制备，但所用原料体系复杂、生产工艺繁琐、生产成本高，壁材机械强度差，易破裂导致漏液，且芯材为水/乙醇混合溶液，影响卷烟品质。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种双网络壁材水爆珠及其微流控制备方法，以互穿网络高分子为壁材、以水芯材、通过微流控液滴技术及紫外光固化制备水爆珠的方法。制备的水爆珠壁材由互穿网络凝胶构成，一方面，以改性天然高分子为基底，基于分子内部氢键相互作用，赋予水爆珠壁材高机械性能；另一方面，通过多官能度乙烯基单体自由基聚合，构筑互穿网络高分子结构，提高水爆珠壁材的交联密度，进而提高保水率。且制备方法简单，容易实现工业化。 [0007] 本发明具体技术方案如下： [0008] 一种双网络壁材水爆珠，其原料包括壁材和芯材； [0009] 所述壁材，包括以下质量份的原料: [0010] 乙醇 5‑25份 [0011] 多官能度乙烯基单体 30‑70份 [0012] 改性天然高分子 20‑60份 [0013] 光引发剂1173 1‑5份。 [0014] 所述多官能度乙烯基单体为二官能度乙烯基单体、三官能度乙烯基单体或四官能度乙烯基单体中的一种或多种。 [0015] 所述二官能度乙烯基单体选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯或新戊二醇二丙烯酸酯一种或多种； [0016] 所述三官能度乙烯基单体选自乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油丙氧杂酸(1PO/OH)三丙烯酸、三甲醇丙烷乙氧酯三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯一种或多种； [0017] 所述四官能度乙烯基单体选自季戊四醇四丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸中的一种或多种。 [0019] 所述碳碳双键改性天然高分子选自甲基丙烯酸酐改性明胶、甲基丙烯酸改性丝素蛋白、甲基丙烯酰羧甲基壳聚糖或顺丁烯二酸酐改性β‑环糊精一种或几种； [0020] 所述碳碳双键和环氧基改性天然高分子选自甲基丙烯酸缩水甘油酯改性明胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝素蛋白中的一种或多种。 [0021] 所述的芯材，包括去离子水和表面活性剂； [0022] 所述表面活性剂为OP‑10、Span‑20、Tween‑80、Tween‑81、Tween‑85、Myrij‑45、Myrij‑49、聚氧乙烯400单月桂酸酯、聚氧乙烯400单硬脂酸酯、聚氧乙烯400单油酸酯中的一种或多种； [0023] 表面活性剂的重量份为水爆珠芯材总质量的1‑2％。 [0024] 本发明提供的一种双网络壁材水爆珠的微流控制备方法，包括以下步骤： [0026] b)在出口处通过紫外光固化，形成水爆珠； [0027] c)采用无水乙醇洗净，并进行干燥处理，获得双网络壁材水爆珠。 [0028] 步骤a)所述的硅油的黏度为1‑1000cs。 [0029] 步骤a)中，所述的内相的通道内径为300‑600μm，中间相的通道内径为500‑2000μm，外相通道内径为4.0‑5.0mm。 [0030] 步骤a)中所述的内相流速为0.5‑2mL/min，中间相流速为0.5‑2mL/min，外相流速为10‑15mL/min。 [0031] 步骤b)中所述的紫外光固化功率为1000‑3000W，固化时间为1‑5s。 [0032] 步骤c)中无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂清洗干净。 [0033] 本发明以互穿网络高分子为壁材、以水芯材、通过微流控液滴技术及紫外光固化制备水爆珠的方法。所述的水爆珠壁材由互穿网络凝胶构成，一方面，以改性天然高分子为基底，基于分子内部氢键相互作用，赋予水爆珠壁材高机械性能；另一方面，通过多官能度乙烯基单体自由基聚合，构筑互穿网络高分子结构，提高水爆珠壁材的交联密度，进而提高保水率。 [0034] 与现有技术相比，本发明提供的水爆珠壁材中，多官能度乙烯基单体和改性天然高分子可形成互穿高分子网络。一方面，改性天然高分子中的碳碳双键和环氧基均可形成化学交联高分子网络，且天然高分子表面含有大量羟基、羧基和氨基，可生成多重分子间氢键相互作用，具有动态/可逆交联特性，在外界刺激下可自发断裂和重组，为高分子网络提供能量耗散机制，提高水爆珠壁材的机械性能；另一方面，多官能度乙烯基单体中的碳碳双键可发生自由基聚合，进而形成高交联密度分子网络。 [0035] 与传统方法相比，本发明中水爆珠壁材的互穿网络高分子结构，可有效提高水爆珠壁材的交联密度，进而提高其机械性能和保水率。所述水爆珠通过三相微流控液滴技术制备，采用同轴共流聚焦型微流控芯片，通过表面活性剂调控水爆珠芯材、壁材及硅油间的界面张力，实现结构稳定的水爆珠的构筑及调控。本发明克服了传统水爆珠壁材强度差、保水性差、包封率不足等缺点，具有操作简单、成本低、条件温和、易于大规模制备等优点。本发明制备的水爆珠结构稳定、壁材强度高、保水性强、包封率高。本发明具有操作简单、成本低、条件温和、易于大规模制备等优点。附图说明 [0036] 图1为烟用水爆珠的微流控制备工艺示意图； [0038] 图3为顺丁烯二酸酐改性β‑环糊精分子结构； [0039] 图4为二、三、四官能图乙烯基单体自由基聚合反应式。 具体实施方式[0040] 以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。 [0041] 本发明中使用甲基丙烯酸酐改性明胶购自苏州永沁泉智能设备有限公司，EFL‑GM‑60，甲基丙烯酰化明胶；甲基丙烯酸改性丝素蛋白购自苏州永沁泉智能设备有限公司，EFL‑SilMA‑001，甲基丙烯酰化丝素蛋白；甲基丙烯酰羧甲基壳聚糖购自苏州永沁泉智能设备有限公司，EFL‑CMCSMA‑200K，甲基丙烯酰化羧甲基壳聚糖；顺丁烯二酸酐改性β‑环糊精按照Biomaterials,2010,31,21:5536‑5544公开的方法制备 [0042] 所述碳碳双键和环氧基改性天然高分子选自甲基丙烯酸缩水甘油酯改性明胶按照Biofabrication,2021,13,03410公开的方法制备；甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝素蛋白按照Biofabrication,2021,13,034102公开的方法制备。 [0043] 实施例1 [0044] 一种双网络壁材水爆珠的微流控制备方法，包括以下步骤： [0045] 采用同轴共流聚焦型微流控芯片(图1)，分别以含1wt％的Tween‑80的去离子水为芯材，为内相，含5wt％乙醇、70wt％的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、20wt％市售甲基丙烯酸酐改性明胶、5wt％的光引发剂1173的混合材料作为壁材前驱体，为中间相，粘度为1cs硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为410μm、中间相通道内径为650μm、外相通道内径为4.0mm；内相流速为1.0mL/min、中间相流速为0.8mL/min、外相流速为10mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，固化功率为1000W，固化时间为5s，即可引发中间相树脂发生固化，形成水爆珠。采用无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂洗净，并采用鼓风干燥箱在30℃下干燥1h。所得水爆珠如图2所示，直径约为1.85mm，壁厚约为153μm。 [0046] 实施例2 [0047] 一种双网络壁材水爆珠的微流控制备方法，包括以下步骤： [0048] 采用同轴共流聚焦型微流控芯片，分别以含1wt％的Tween‑80的去离子水为内相芯材，含5wt％的乙醇、70wt％聚乙二醇二丙烯酸酯、20wt％自制甲基丙烯酸缩水甘油酯改性明胶、5wt％的光引发剂1173为壁材前驱体，作为中间相，粘度为1cs硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为600μm、中间相通道内径为1000μm、外相通道内径为4.5mm；内相流速为1.2mL/min、中间相流速为1.0mL/min、外相流速为12mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，固化功率为2000W，固化时间为3s，即可引发中间相树脂发生固化，形成水爆珠。采用无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂洗净，并采用鼓风干燥箱在30℃下干燥1h。所得水爆珠直径约为2.53mm，壁厚约为201μm。 [0049] 实施例3 [0050] 一种双网络壁材水爆珠的微流控制备方法，包括以下步骤： [0051] 采用同轴共流聚焦型微流控芯片，分别以含2wt％的Span‑20去离子作为内相芯材、含5wt％的乙醇、70wt％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、20wt％自制顺丁烯二酸酐改性β‑环糊精、5wt％的光引发剂1173作为壁材前驱体，作为中间相，粘度为500cs的硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为600μm、中间相通道内径为1000μm、外相通道内径为4.5mm；内相流速为1.2mL/min、中间相流速为1.0mL/min、外相流速为12mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，固化功率为3000W，固化时间为1s，即可引发中间相树脂发生固化，采用无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂洗净，并采用鼓风干燥箱在30℃下干燥1h。形成水爆珠。所得水爆珠直径约为2.48mm，壁厚约为230μm。 [0052] 实施例4 [0053] 一种双网络壁材水爆珠的微流控制备方法，包括以下步骤： [0054] 采用同轴共流聚焦型微流控芯片，分别以含2wt％的Span‑20的去离子水为内相芯材、含25wt％的乙醇、30wt％的丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、44wt％的自制甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝素蛋白、1wt％的光引发剂1173作为壁材前驱体，中间相；及粘度为500cs的硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为600μm、中间相通道内径为1000μm、外相通道内径为4.5mm；内相流速为1.2mL/min、中间相流速为1.0mL/min、外相流速为12mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，固化功率为3000W，固化时间为3s，即可引发中间相树脂发生固化，采用无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂洗净，并采用鼓风干燥箱在30℃下干燥1h，形成水爆珠。所得水爆珠直径约为2.32mm，壁厚约为175μm。 [0055] 实施例5 [0056] 一种双网络壁材水爆珠的微流控制备方法，包括以下步骤： [0057] 采用同轴共流聚焦型微流控芯片，分别以含1wt％的OP‑10的去离子水为内相芯材、含5wt％的乙醇、70wt％的季戊四醇四丙烯酸酯、20wt％的市售甲基丙烯酰羧甲基壳聚糖、5wt％的光引发剂1173为壁材前驱体中间相，粘度为1000cs的硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为600μm、中间相通道内径为2000μm、外相通道内径为5.0mm；内相流速为2.0mL/min、中间相流速为1.8mL/min、外相流速为15mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，固化功率为1000W，固化时间为1s，即可引发中间相树脂发生固化，采用无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂洗净，并采用鼓风干燥箱在30℃下干燥1h，形成水爆珠。所得水爆珠直径约为 3.19mm，壁厚约为223μm。 [0058] 实施例6 [0059] 一种双网络壁材水爆珠的微流控制备方法，包括以下步骤： [0060] 采用同轴共流聚焦型微流控芯片，分别以含1wt％的OP‑10的去离子水为内相芯材、含15wt％的乙醇、50wt％的二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸、32wt％的自制甲基丙烯酸缩水甘油酯改性明胶、3wt％的光引发剂1173壁材作为前驱体中间相，及粘度为1000cs硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为600μm、中间相通道内径为2000μm、外相通道内径为5.0mm；内相流速为2.0mL/min、中间相流速为1.8mL/min、外相流速为15mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，固化功率为2000W，固化时间为3s，即可引发中间相树脂发生固化，采用无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂洗净，并采用鼓风干燥箱在30℃下干燥1h，形成水爆珠。所得水爆珠直径约为2.98mm，壁厚约为204μm。 [0061] 对比例1 [0062] 一种水爆珠的制备方法，包括以下步骤： [0063] 采用同轴共流聚焦型微流控芯片，分别以含1wt％的Tween‑80的去离子水为内相芯材、以含5wt％乙醇、70wt％的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、20wt％明胶、5wt％的光引发剂1173壁材前驱体中间相，粘度为1cs硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为410μm、中间相通道内径为650μm、外相通道内径为4.0mm；内相流速为1.0mL/min、中间相流速为0.8mL/min、外相流速为10mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，固化功率为2000W，固化时间为3s，即可引发中间相树脂发生固化，采用无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂洗净，并采用鼓风干燥箱在30℃下干燥1h，形成水爆珠。所得水爆珠直径约为1.93mm，壁厚约为178μm。 [0064] 对比例2 [0065] 一种水爆珠的制备方法，包括以下步骤： [0066] 采用同轴共流聚焦型微流控芯片，分别以含2wt％的Span‑20的去离子水为内相芯材、以含5wt％的乙醇、70wt％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、20wt％β‑环糊精、5wt％的光引发剂1173为壁材前驱体中间相及粘度为500cs硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为600μm、中间相通道内径为2000μm、外相通道内径为5.0mm；内相流速为2.0mL/min、中间相流速为1.8mL/min、外相流速为15mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，即可引发中间相树脂发生固化，形成水爆珠。所得水爆珠直径约为2.96mm，壁厚约为204μm。 [0067] 对比例3 [0068] 一种水爆珠的制备方法，包括以下步骤：采用同轴共流聚焦型微流控芯片，分别以含1wt％的OP‑10的去离子水座位内相芯材、含5wt％的乙醇、70wt％的季戊四醇四丙烯酸酯、20wt％的羧甲基壳聚糖、5wt％的光引发剂1173作为壁材前驱体中间相，及粘度为1000cs硅油为外相，通过蠕动泵调节三相流体流速，生成O/W型微液滴；其中，内相通道内径为600μm、中间相通道内径为2000μm、外相通道内径为5.0mm；内相流速为2.0mL/min、中间相流速为1.8mL/min、外相流速为15mL/min。在微流控芯片出口处通过紫外光固化，固化功率为2000W，固化时间为2s，即可引发中间相树脂发生固化，采用无水乙醇将水爆珠表面硅油、未反应完全的单体、光引发剂及表面活性剂洗净，并采用鼓风干燥箱在30℃下干燥1h，形成水爆珠。。所得水爆珠直径约为3.03mm，壁厚约为223μm。 [0069] 将实施例和对比例所得的产品进行测试标准，检测结果如下表1。测试方法如下： [0070] 圆度采用显微镜测量，采用显微镜观察和测量爆珠形貌，通过最小二乘法拟合圆，得到爆珠壳层外轮廓圆心位置和圆的半径R1，爆珠壳层外轮廓到圆心的最大距离dmax和最小距离dmin，圆度可由以下公式计算得到： [0071] [0072] 同心度采用显微镜测量，采用显微镜观察和测量爆珠形貌，通过最小二乘法拟合圆，得到爆珠壳层内、外轮廓圆的半径R1和R2，及两圆心的距离d，同心度可由以下公式计算得到： [0073] [0074] 压破强度采用电子万能试验机测量，并通过以下公式计算得到： [0075] [0076] 载水率根据重量差量法标准检测方法检测确定，爆珠总质量为m，芯液的质量为m水，载水率可由以下公式计算出： [0077] [0078] 7日保水率根据重量差量法标准检测方法检测确定。测量爆珠的初始质量，记为m0，将爆珠在25℃、35％RH的恒温恒湿箱中放置7日，称量7日后爆珠的质量，记为m7，称量完全干燥后的爆珠壳层重量为m壳，爆珠的7日保水率可由下面公式计算得到： [0079] 表1各实施例和对比例水爆珠测试结果 [0080] [0081] [0082] 以上画下划线的，为不满足本发明要求的数据。 [0083] 受所用原料的限制，乙烯基单体的官能度对其强度有较大影响。实施例1和实施例2采用的原料属于双官能度；实施例3采用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，属于三官能度。官能度越高，则交联密度越高，强度越高。 [0084] 受原料本身性质的影响，实施例4中甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝素蛋白含量较高，为44wt％。该原料亲水性较强，含量高易导致水分挥发。 [0085] 将对比例1与实施例1进行对比，其中对比例1采用未改性明胶，实施例1采用市售甲基丙烯酸酐改性明胶。检测数据可以看出，对比例1中以明胶为原料所制备的水爆珠壁材的压破强度(5.12kPa)明显小于实施例1中以甲基丙烯酸酐改性明胶为原料所制备的水爆珠壁材的压破强度(7.14kPa)。原因在于明胶为线型大分子，不含化学交联结构，无法与多官能度乙烯基单体形成化学交联双网络结构；采用甲基丙烯酸酐改性明胶后，可向明胶分子中引入碳碳双键基团，可通过自由基聚合形成化学交联结构，进而可与多官能度乙烯基单体形成化学交联双网络结构，提高交联密度，进而提高压破强度。 [0086] 将对比例2与实施例3进行对比，其中对比例2采用未改性β‑环糊精，实施例3采用自制顺丁烯二酸酐改性β‑环糊精。检测数据可以看出，对比例2中以β‑环糊精为原料所制备的水爆珠壁材的压破强度(6.89kPa)明显小于实施例3中以顺丁烯二酸酐改性β‑环糊精为原料所制备的水爆珠壁材的压破强度(13.96kPa)。原因在于β‑环糊精为天然多糖类高分子，具有环状结构，无法与多官能度乙烯基单体形成化学交联双网络结构；采用顺丁烯二酸酐改性β‑环糊精后，可向β‑环糊精分子中引入碳碳双键基团，使β‑环糊精通过自由基聚合共价接枝到高分子网络中，且β‑环糊精分子中大量的羟基和羧基可形成分子间多重氢键相互作用，提高交联密度，进而提高压破强度。 [0087] 将对比例3与实施例5进行对比，其中对比例3采用未改性羧甲基壳聚糖，实施例5采用市售甲基丙烯酰羧甲基壳聚糖。检测数据可以看出，对比例3中以羧甲基壳聚糖为原料所制备的水爆珠壁材的压破强度(7.48kPa)明显小于实施例5中以甲基丙烯酰羧甲基壳聚糖为原料所制备的水爆珠壁材的压破强度(15.13kPa)。原因在于羧甲基壳聚糖中不含可自由基聚合的活性基团，无法通过自由基聚合与多官能度乙烯基单体形成化学交联双网络结构，且强亲水性羧甲基的引入导致壳聚糖分子中的氢键作被削弱；采用甲基丙烯酸酐改性羧甲基壳聚糖，可向羧甲基壳聚糖分子中引入碳碳双键基团，进而可通过自由基聚合与多官能度乙烯基单体形成化学交联双网络结构，提高交联密度，进而提高压破强度。 [0088] 从实施例和对比例的具体检测数据可以看出，本发明的双网络壁材的水爆珠具有高机械性能、高含水率、高保水率等特点。其中，水爆珠压破强度与改性天然高分子的种类及活性基团、乙烯单体的官能度及二者含量有关。一方面，通过向天然高分子中引入乙烯基(如顺丁烯二酸改性β‑环糊精，结构如图3所示)，可使其发生自由基聚合，通过与多官能度乙烯基单体共聚，形成双网络结构，进而提高水爆珠壁材的交联密度，进而提高机械性能和保水率；另一方面，通过进一步向天然高分子引入环氧基活性基团，可进一步提高水爆珠压破强度和保水率；同时，基于天然高分子内部丰富的羟基、羧基和氨基，可提高分子间氢键相互作用，进一步提高水爆珠壁材的机械性能。此外，随着乙烯基单体的官能度提高，可提高水爆珠壁材分子网络的交联度，进而提高水爆珠壁材的机械性能和保水率(如图4)。此外，改性天然高分子和多官能度乙烯单体含量的提高可有效提高水爆珠的机械性能和保水率。 |
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