[發明專利]一種溫敏性高分子水凝膠及其制備方法

無效

• 申請號: 201210197203.5
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102690401A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 聶文潔;劉洪玲;鄧云紅;于偉東;章悅庭
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F220/28;C08F220/06;C08F220/18
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于刺激響應性水凝膠及其制備領域，特別涉及一種溫敏性高分子水凝膠及其制備方法。

背景技術

刺激響應性水凝膠是一類對于外界環境微小的物理或化學刺激，其自身性質會發生明顯變化的水凝膠。它是一種不溶于水，可以在水中溶脹的親水性交聯聚合物。刺激響應性水凝膠能夠響應溫度、PH、光、電場和磁場等外界環境因素變化。

溫敏性水凝膠是指隨溫度變化體積發生改變的一類水凝膠，這類水凝膠具有最低臨界溶解溫度，在這一溫度附近會發生體積的突然收縮或溶脹。N-異丙基丙烯酰胺是制備溫敏性水凝膠的主要單體，大多數研究者認為N-異丙基丙烯酰胺水凝膠的溫敏性是由分子鏈上疏水性基團和親水性基團之間存在的親水/疏水平衡受溫度影響而引起。溫敏性水凝膠在溫度變化時顯著的溶脹變化，使其被應用在多個領域。但該種單體制成的水凝膠機械性能差、溫敏反應速率低，并且反應單體N-異丙基丙烯酰胺具有一定的毒性。

除了N—異丙基丙烯酰胺外，還有許多其他單體也可以用來制作水凝膠。例如，Lowe等人用N—乙基丙烯酰胺制備了溫敏凝膠微粒，與N—異丙基甲基丙烯酰胺凝膠相比，其相轉變是不可逆的；Duracher等在1999年用N—異丙基甲基丙烯酰胺制備了凝膠微粒，制備方法同N—異丙基丙烯酰胺，但聚合時間要長5倍；2004年Pith等用無皂乳液聚合法研制了有溫敏性能的凝膠微粒，將磁鐵礦包裹在乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯（AAEM）和N-乙烯基己內酰胺(VCL)共聚凝膠微粒中，得到了同時具有溫敏特性和磁性的凝膠；在2003~2006年，國外研究發現N-叔丁基丙烯酰胺（NTBA）和丙烯酰胺（Am）合成聚合物同樣具有溫敏性。如Save等人對二者的無規共聚物的合成、性質及應用進行了系統的研究，發現生成物也具有類似溫敏性水凝膠的溫敏性；在國內，王文俊等在《溫敏性PAC／HPMC水凝膠的制備與性能研究》中以具有溫敏性的醚一羥丙甲基纖維素(HPMC)，具有很高溶脹能力的聚陰離子纖維素(PAC)和作為交聯劑的氯化鋁為原料，通過物理方法制備了一系列熱縮型溫敏性PAC/HPMC水凝膠。

相關的國內專利有，申請號為200610148155的專利是由聚乙二醇為親水嵌段、可降解的聚酯為疏水嵌段所組成的溫敏性的兩親性嵌段共聚物為主體，在水相中于體溫（或常溫）下形成水凝膠，然后通過采用大分子單體技術得到穩定的，具溫敏性的，可控降解的化學交聯水凝膠；專利200710156143.1中以殼聚糖為單體制成了一種溫度敏感的殼聚糖水凝膠；專利200810022216.2中利用溫敏性的聚磷酸酯替代傳統溫敏性丙烯酰胺類聚合物，克服了傳統溫敏性水凝膠大多由降解性差的聚合物構成的缺點。

除此之外，至今還沒有文獻或專利報道過月桂醇聚氧乙烯醚制備溫敏性水凝膠的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種溫敏性高分子水凝膠及其制備方法，該水凝膠不溶于水、溫敏性良好；制備工藝簡單，成本低，具有良好的應用前景。

本發明的一種溫敏性高分子水凝膠，所述溫敏性高分子水凝膠的原料組成為：重量百分比為5~10：1~2：1~3：0.08~0.8的丙烯酸/月桂醇聚氧乙烯醚的酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和交聯劑。

所述丙烯酸/月桂醇聚氧乙烯醚的酯由丙烯酸與月桂醇聚氧乙烯醚聚合而成。

所述月桂醇聚氧乙烯醚的聚氧乙烯鏈段的鏈節數為3~15。

所述交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺或雙甲基丙烯酸乙二醇酯。

本發明的一種溫敏性高分子水凝膠的制備方法，包括：

（1）將丙烯酸、月桂醇聚氧乙烯醚、阻聚劑和催化劑按重量比72：318~582：0.12：5.85~9.81在105~110℃下聚合反應5~6小時得到丙烯酸/月桂醇聚氧乙烯醚的酯；

（2）將丙烯酸/月桂醇聚氧乙烯醚的酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和交聯劑按重量百分比5~10：1~2：1~3：0.08~0.8混合，加入引發劑，于80~100℃下聚合反應5~7小時得到溫敏性高分子水凝膠。

所述步驟（1）中的阻聚劑為對苯二酚。

所述步驟（1）中的催化劑為對甲苯磺酸。

所述步驟（2）中的引發劑為過氧化苯甲酰，加入量為反應單體（丙烯酸/月桂醇聚氧乙烯醚的酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和交聯劑）總質量的0.5%~1%。