[發明專利]一種原位交聯水凝膠

有效

• 申請號: 201610334516.9
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN107400247B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 陳曉農;范莉君;夏宇正;石淑先
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/075;C08F220/56;C08F220/32;C08L33/26;C08L33/14;C08L39/06;C08L33/24;C08L33/02;C08F220/28;C08F220/04;C08F226/10;C08F220/42;C08
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

本發明公開了一種原位交聯水凝膠，所述水凝膠是由聚合物主劑和交聯劑在水溶液中交聯制得，其中，所述聚合物主劑的側鏈上含有呋喃基團，所述交聯劑含有兩個以上碳碳雙鍵，所述聚合物主劑作為雙烯體與交聯劑的親雙烯體在水溶劑中發生Diels?Alder環加成反應，得到水凝膠。其中，所述水凝膠中不含有任何有機溶劑，安全環保；所述水凝膠的制備不需要催化劑，為原位交聯反應，且可常溫交聯；所述水凝膠的交聯密度大、反應過程迅速，能夠用于堵漏或止血；同時，所述水凝膠的原料(聚合物主劑和交聯劑)在制備時，產率高，制備工藝簡單，易于大規模生產應用。

技術領域

本發明涉及水凝膠領域，尤其涉及一種原位交聯水凝膠，具體地，涉及一種用于堵漏或止血的原位交聯水凝膠。

背景技術

水凝膠作為一種高吸水高保水材料，被廣泛用于諸多領域，如：干旱地區耕地保水，在退熱貼和化妝品面膜產品中的保濕劑，建筑中的結露防止劑，石油化工中的堵水劑，醫用止血材料，藥物載體等，尤其用于堵漏或止血。水凝膠的制備方法很多，其中，在眾多化學反應類型中，Diels-Alder環化加成反應(D-A反應)是非常適合應用于原位交聯水凝膠的一種反應。

Nabendu Pramanik等人制備了包含雙烯體呋喃側基的聚甲基丙烯酸糠醇酯，以4,4-二氨基聯苯砜雙馬來酰亞胺為親雙烯體交聯劑，在二氯甲烷中溶解后混合、加熱，獲得能吸水膨脹的水凝膠(Polymer Chemistry,2013,51:3365-3374)。

Amalin Kavitha等以甲苯為溶劑，通過原子轉移自由基聚合法進行甲基丙烯酸甲酯與糠酯單體的共聚，獲得包含呋喃側基的共聚物，將其溶解于二氯甲烷中，以雙馬來酰亞胺為交聯劑，實現了基于D–A反應的凝膠化(MaterialsInterfaces,2009,7:427～436)。

Goiti等以苯乙烯與甲基丙烯酸糠醇酯的共聚物作為雙烯體,1,1-亞甲基-4,1-亞苯基雙馬來酰亞胺作為親雙烯體，分別以甲苯和氯仿作為溶劑，實現了凝膠化(Polymer,2001,42:10187～10193)。

上述報道中交聯雖是應用D-A反應，但交聯過程卻有賴于 二氯甲烷、甲苯等有機溶劑，不能視為是原位交聯水凝膠。魏宏亮等(European Polymer Journal，46，2010，1032–1039)通過分別合成的含呋喃側基的雙烯體和含多個碳碳雙鍵的親雙烯體PEG-AMI，在水介質中實現了D-A交聯，形成水凝膠。但是，其一，親雙烯體為大分子，具有反應活性的碳碳雙鍵在大分子兩端，這樣，在D-A反應時，碳碳雙鍵容易被大分子主體結構PEG包裹而導致D-A反應效率很低；其二，由大分子結構的親雙烯體(PEG-AMI)制備的水凝膠的交聯結構空隙大，不密實，不適于用作堵漏或止血；其三，親雙烯體的制備復雜，先通過馬來酸酐與丙氨酸合成了N-(異丙酸基)-馬來酰亞胺(AMI)，然后將AMI與聚乙二醇(PEG)反應制備親雙烯體(PEG-AMI)；其四，親雙烯體(PEG-AMI)的制備轉化率低，只能達到23％。

同時，現有水凝膠產品基本上都是在制備過程的聚合階段完成交聯，最終產品經干燥后呈粉末或顆粒形態，吸水后成為水凝膠，再進一步應用，在這種狀態下，在應用過程中，水凝膠中的聚合物分子鏈始終是交聯網狀結構，不具備流動性。

發明內容

為了解決上述問題，本發明人進行了銳意研究，結果發現：將水溶性單體和呋喃基單體共聚得到側鏈含有呋喃基的聚合物主劑，將馬來酸酐類單體和羥基化合物進行醇解一步法得到含有兩個以上碳碳雙鍵的交聯劑，然后將聚合物主劑和交聯劑分別以水溶液的形式混合后施于待堵漏或止血部位，在該部位處，線形的聚合物主劑和交聯劑進行無催化劑原位交聯反應形成交聯密度大的網絡結構水凝膠，實現了堵漏或止血，從而完成了本發明。

本發明一方面在于提供一種原位交聯水凝膠，所述水凝膠 是由聚合物主劑和交聯劑在水溶液中交聯制得，其中，