[發明專利]一種溫敏性非離子型共聚物納米水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201410006639.0
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103739774B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 魯希華;李雪婷;王朋;邱高
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08F220/54
• 分類號: C08F220/54;C08F222/38;C08F2/26
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于納米水凝膠及其制備領域，特別涉及一種溫敏性非離子型共聚物納米水凝膠及其制備方法。

背景技術

水凝膠是一種介于液體和固體之間的能顯著地溶脹于水并保持大量水分但不溶解于水的親水聚合物，作為一類“軟材料”在自然界中廣泛存在。智能型水凝膠能隨著外界刺激的變化而做出柔和的物理或化學響應，當前頗受關注，在醫學、藥學、生命科學、電子與機械元件等領域都有良好的應用前景。溫度響應性水凝膠是應用最為廣泛、研究者最感興趣的一類智能水凝膠，它是可隨溫度的變化而發生可逆性收縮-膨脹的水凝膠。其中最典型的是聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPA）水凝膠，其體積相轉變溫度（VPTT）為32℃，較為接近人體體溫。使得它在藥物的控制釋放，酶的固定化、物料分離和生物醫用材料等領域應用廣泛。

N,N-二乙基丙烯酰胺（DEA）與NIPA結構類似，都能生成溫度響應性的均聚物，其聚合物的VPTT在30℃附近。與NIPA相比，DEA的酰胺基團上沒有剩余質子，使得DEA只能作為質子受體形成分子間氫鍵，而不能作為質子供體形成分子內氫鍵。正是其與NIPA結構上的這種差別，使得PDEA水凝膠的相轉變過程相對比較舒緩，因此有相對較好的生物相容性，更適合于應用到生命科學中。近些年也受到了研究者的青睞，例如Wu等用激光光散射研究了DEA共聚物中共聚單體對其形成介觀微球相的影響（Siu?M,Liu?H,Zhu?XX,Wu?C.Macromolecules.2003;36:2103.）；Zhu等就DEA/HEMA中HEMA的引入對其溫度響應性的增強進行了研究（Colonne?M,Chen?Y,Wu?S,Freiberg?S,Giasson?S,Zhu?XX.Bioconjugate?Chem.2007;18:999.）；Barron等認為DMA/DEA無規共聚物的VPTT隨著親水性單體DMA的增加而提高（Buchholz?BA,Doherty?EA,Albarghouthi?MN,Bogdan?FM,Zahn?JM,Barron?AE.Anal.Chem.2001;73:157.[PubMed:11199960]）。但是，這些研究基本都局限于是基于DEA的共聚線性高分子，而基于DEA的共聚高分子微球的合成及性能研究很少。Lu等合成了高含量DMA的DEA/DMA共聚微球（Lu?X,Sun?M,Barron?A,J?Colloid?Interface?Sci.2011,357,345-353），但其微球的尺寸分散性較寬，限制了其納米凝膠在應用領域的拓展。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種溫敏性非離子型共聚物納米水凝膠及其制備方法，該發明采用的方法工藝簡單、綠色環保，在低引發劑用量下引入了高含量的親水性單體DMA，合成了高含量親水性單體的共聚物納米水凝膠。具有納米凝膠微球粒徑逐漸增大，體積相轉變溫度逐漸升高，相轉變溫度范圍越來越寬的特點。

親水性單體DMA的加入提高了水凝膠的穩定性和共聚物的體積相轉變溫度。

本發明的一種溫敏性非離子型共聚物納米水凝膠，所述共聚物納米水凝膠聚（N,N-二乙基丙烯酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺）即P(DEA-co-DMA)；包括重復單元A和重復單元B，其中A的結構為B的結構為

本發明的一種溫敏性非離子型共聚物納米水凝膠的制備方法，包括：

將單體A、單體B、交聯劑和乳化劑溶于去離子水中，在氮氣氛圍中，在20-25℃條件下，攪拌80-120min，然后升溫至65-80℃，保溫30-50min，然后加入引發劑，繼續反應0.5-4h，透析，即得溫敏性非離子型共聚物納米水凝膠；其中單體A為N,N-二乙基丙烯酰胺；單體B為N,N-二甲基丙烯酰胺；單體A和單體B的質量比為1:0.1～1，單體A占反應原料總重量的0.5～0.9%。

所述交聯劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺；交聯劑為單體質量總和的1%-15%。

所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉；乳化劑為單體質量總和的1%-7%。

所述引發劑為過硫酸銨；引發劑為單體質量總和的0.1%-3%。

所述透析為采用去離子水浸泡3-7天，每天換一次水；所用透析袋的截留分子量為8000-14000。

所述溫敏性非離子型共聚物納米水凝膠，濃縮，20～30℃下靜置2～3hr，得到膠體晶體。

所述濃縮為在45-50℃濃縮，濃縮濃度至2%-8%，w/w。

所述溫敏性非離子型共聚物納米水凝膠，濃縮，室溫靜置，會顯出引人注目的色彩。