[發明專利]一種半互穿網絡水凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201210150581.8
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102633949A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 劉綺玲;董紹勝
• 申請（專利權）人: 蘇州宜生生物技術有限公司
• 主分類號: C08F261/04
• 分類號: C08F261/04;C08F220/06;C08J3/075
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 汪青

技術領域

本發明涉及一種半互穿網絡水凝膠的制備方法。

背景技術

高分子基水凝膠的使用是從20世紀60年代，由Wichterle和Lim首先使用交聯聚甲基丙烯酸乙二醇酯制作隱形眼鏡開始。之后，水凝膠廣泛應用于生物醫藥領域。與其他材料相比，高分子水凝膠具有與人體組織性能相近的優點，如較高的含水量、柔韌性和低毒性。而且，水凝膠的表面張力比較低，基本不會從體液中吸附蛋白質，因而其對人體的影響大幅降低。此外，小分子可以自由的擴散進和擴散出水凝膠，使得水凝膠成為藥物緩釋的理想載體。水凝膠還廣泛應用于人造器官領域，如人造角膜、人造肌肉、人造皮膚等方面。

然而，由于水凝膠具有較高的水含量，每單位橫截面積上的高分子鏈數目較少，從而導致了水凝膠較低的機械強度。雖然增加高分子的含量可以提高水凝膠機械強度，但同時也提高了其硬度，而過高的硬度則限制了水凝膠在生物領域的應用。過高的交聯度會大大限制高分子鏈的活動，使得材料變脆。

為了解決上述問題，具有互穿網絡結構的高分子水凝膠得到了深入研究。互穿網絡是指兩個或多個交聯高分子的有機結合體，其中一個交聯體系是在另一個已經交聯的體系存在下合成的?；ゴ┚W絡結構解決了水凝膠的機械強度問題，但材料往往比較脆；因為過高的交聯度限制高分子鏈隨應力而快速排列，導致了高分子鏈的斷裂和材料的最終斷裂。針對這一問題，半互穿網絡結構得到了重視。與互穿網絡相比，半互穿網絡是一個交聯高分子和另外一個線性高分子有機結合而來。線性高分子的存在降低了分子鏈之間的摩擦，增加高分子鏈間的自由體積，使高分子鏈能隨著外力而調整構象、排列。這樣，通過線性高分子鏈的有效排列、滑移提高了水凝膠的伸長率和韌性。然而，目前為止，尚未有可獲得具有優異機械性能的水凝膠的行而有效的制備方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種半互穿網絡水凝膠的制備方法，該方法所得水凝膠具有優異的機械性能，且該方法簡單易行，成本較低。

為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案：

一種半互穿網絡水凝膠的制備方法，該方法是將使醇解度為90~99%、數均分子量在2000~200000之間的聚乙烯醇與丙烯酸在交聯劑四乙二醇二丙烯酸酯和過氧化物引發劑存在下，在去離子水中以及惰性氣體保護下，于溫度30~45℃下保溫反應6~18小時，得到所述的水凝膠，其中：聚乙烯醇、丙烯酸、四乙二醇二丙烯酸酯以及過氧化物引發劑的投料重量比為1:1.2~8:0.005~0.1:0.005~0.05。

優選地，所述聚乙烯醇、丙烯酸、四乙二醇二丙烯酸酯以及過氧化物引發劑的投料重量比為1:1.2~6:0.01~0.05:0.005~0.03。

根據本發明的一個進一步實施方案：所述的制備方法實施如下：首先將聚乙烯醇溶解在去離子水中，獲得濃度為50g/l~150g/l的聚乙烯醇水溶液，然后加入丙烯酸、四乙二醇二丙烯酸酯和過氧化物引發劑，利用惰性氣體排除體系中的氧氣，并將體系在密封條件下，在溫度30~45℃下保溫反應6~18小時，即得所述水凝膠。當采取該實施步驟制備水凝膠時，丙烯酸的加入重量優選為聚乙烯醇重量的1.2~4倍。

根據本發明的又一進一步實施方案：所述的制備方法實施如下：首先將聚乙烯醇溶解在去離子水中，獲得濃度為50g/l~150g/l的聚乙烯醇水溶液；將丙烯酸溶解在去離子水中，獲得體積濃度為20%~80%的丙烯酸水溶液，然后將丙烯酸水溶液、四乙二醇二丙烯酸酯和過氧化物引發劑加入到聚乙烯醇水溶液中，利用惰性氣體排除體系中的氧氣，并將體系在密封條件下，在溫度30~45℃下保溫反應6~18小時，即得所述水凝膠。當采取該實施步驟制備水凝膠時，丙烯酸的加入重量優選為聚乙烯醇重量的4~8倍。

根據本發明，上述的過氧化物引發劑優選為過硫酸鉀，并優選使反應在溫度35℃~40℃下進行。反應的時間優選為10~13小時。