[發明專利]一種接枝多層水凝膠的功能化纖維的制備方法

無效

• 申請號: 201210008362.6
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102628219A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 趙孔銀;魏俊富;崔文葵;李忠銀;廖晴;王曉娜
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: D06M14/18
• 分類號: D06M14/18;D06M14/34;D06M14/28;D06M14/30;D06M15/13;D06M11/155;D06M15/09;D06M15/03;D06M15/11;D06M15/53;D06M15/263;D06M15/285;D06M15/356
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種接枝多層水凝膠的功能化纖維的制備方法，屬于功能高分子領域。

背景技術

水凝膠是水溶脹的交聯聚合物，能吸收大量水而不溶解于水，具有良好的柔軟性、彈性、貯水能力和生物相容性。水凝膠能夠對刺激做出響應并具有可逆的溶脹行為，在響應pH值、溫度、離子強度、電場等外界刺激時，能夠表現出可調節的智能溶脹行為。因此，關于水凝膠的研究成為當前材料科學、生物學、醫學等領域的研究熱點。近年來，一種基于多聚糖的新型多層膜水凝膠作為生物功能載體的研究引起了研究人員的興趣。Ladet等人首次制備了一種多層膜水凝膠【Multi-membrane?hydrogels.Nature，2008，452，76-79】，其制備過程是通過控制殼聚糖或者海藻酸鈉由外而內逐步組裝的動態凝膠化過程來實現的。這種全新的多層高級結構，突破了傳統均質水凝膠結構單一的不足，并且進一步拓寬了水凝膠的應用范圍，比如：多細胞的共同培養、細胞-細胞相互作用評價以及先進的藥物傳輸方式。

海藻酸鹽是從褐藻中提取出來的一種天然聚多糖，由D-甘露糖醛酸殘基(離解常數pKa＝3.38)和L-古洛糖醛酸殘基(pKa＝3.65)兩種結構單體單元組成。海藻酸鈉是海藻酸和堿作用所生成的產物，呈乳白色，溶于水，煮沸或冷卻都不凝固。海藻酸鈉水溶液遇到Ca2+可形成交聯的海藻酸鈣水凝膠，該水凝膠具有良好的生物降解性和生物相容性。戴鴻君基于海藻酸鈉與二價陽離子的快速凝膠化反應，通過動態自組裝的方法，以球形凝膠核為模板由內向外逐步反應，成功制備了仿洋蔥結構海藻酸鈣多層膜水凝膠，并研究了該多層膜水凝膠對藥物的脈沖釋放性能【Multi-membrane?Hydrogel?Fabricated?by?Facile?Dynamic?Self-assembly，Matter，2009，5，1987-1989】。該制備方法反應快速，操作簡單，無需酸、堿或有機溶劑，并且可以控制制備過程，從而調節凝膠膜的厚度及層與層之間間隙的大小，并且可以調節實際應用中目標物的載入量和微環境。但是，單純的海藻酸鈣水凝膠易溶脹變脆，干燥后體積收縮率大，而上述多層膜水凝膠是基于海藻酸鈣微球的核來制備的，在某些領域如血管支架、組織工程等需要一定強度的應用方面受到限制。

纖維材料具有良好的柔韌性和機械強度，可以制備成各種不同的形狀，使用方便。但可以紡絲成纖維的材料非常有限，而成型的纖維往往缺乏各種功能性。趙孔銀等制備了一種鈣離子交聯接枝聚合物水凝膠的纖維材料，把纖維材料良好的柔韌性和水凝膠可調節的智能溶脹行為結合起來【201010576349.1】。但是上述專利在制備聚丙烯酸鈉接枝的纖維材料時用到了伽馬射線輻射，造成纖維基體的破壞，而且該材料不能做到對藥物的脈沖式控制釋放。

本專利采用紫外輻射的方法在纖維表面接枝聚丙烯酸鈉，然后將該纖維浸入一定濃度的海藻酸鈉的水溶液中，取出后用刮刀刮去纖維表面的溶液，最后將其浸入氯化鈣溶液中交聯，制備接枝第一層水凝膠的功能化纖維。用去離子水沖洗該功能化纖維，將其重新浸入水溶性高分子添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中，隨后用氯化鈣溶液再次交聯，得到接枝第二層水凝膠的功能化纖維。以此類推，制備接枝多層水凝膠的功能化纖維，這在國內外還沒有相關報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是單純的海藻酸鈣水凝膠強度低，易溶脹變脆，干燥后體積收縮率大，纖維接枝單層水凝膠不具有脈沖釋放性能等問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案是制備一種接枝多層水凝膠的功能化纖維。

本發明提供了一種接枝多層水凝膠的功能化纖維的制備方法，其特征是制備步驟如下：

a)將纖維放入體積百分數為1％～50％的丙烯酸水溶液中，加入質量百比濃度為0.5～3％的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射0.2～1小時，取出后用水沖洗3～5次，除去未反應的單體和均聚物，得到聚丙烯酸接枝的纖維，隨后用質量百比濃度為1％～10％的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的纖維；

b)配制質量百分比濃度為0.2％～8％的海藻酸鈉和質量百分比濃度為0～10％的水溶性高分子添加劑的混合水溶液，靜置消泡后待用；同時配制質量百分比濃度為1％～10％的氯化鈣水溶液；