[發(fā)明專(zhuān)利]一種溫敏細(xì)菌納米纖維素復(fù)合水凝膠材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611253904.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106632861B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪楓;徐蒙;張鵬;陳琳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08F251/02
• 分類(lèi)號(hào): C08F251/02;C08F220/54;C08F222/38
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233
• 代理人: 黃志達(dá);魏峯

本發(fā)明涉及一種溫敏細(xì)菌納米纖維素復(fù)合水凝膠材料及其制備方法和應(yīng)用，所述溫敏水凝膠材料以細(xì)菌納米纖維素為基體，溫敏材料通過(guò)單體聚合在細(xì)菌納米纖維素的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。制備方法包括：首先將聚合體系在細(xì)菌納米纖維素中充分?jǐn)U散，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到溫敏細(xì)菌納米纖維素復(fù)合水凝膠材料。本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單，得到的溫敏細(xì)菌納米纖維素復(fù)合水凝膠材料具有低溫透明高溫不透明的光學(xué)差異性能，可以應(yīng)用在電極、涂層、光智能窗口等領(lǐng)域以及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于細(xì)菌納米纖維素增強(qiáng)聚合物材料及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種溫敏細(xì)菌納米纖維素復(fù)合水凝膠材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

溫敏性聚合物是指具有從溶解變得不溶解的這一最低臨界溶解溫度(LCST)的聚合物。該聚合物在低臨界溶解溫度(LCST)附近，隨著溫度的改變會(huì)發(fā)生相應(yīng)的溶脹或去溶脹，從而使材料表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。近年來(lái)，由于在藥物的控制釋放體系、催化、組織工程支架、生物分離和傳感器等方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值，溫敏性聚合物逐漸成為智能高分子材料研究中的熱點(diǎn)。最近，有報(bào)道利用溫敏材料在不同溫度下的透光性能改變的研究(參考文獻(xiàn)Zhou,Y.；Cai,Y.；Hu,X.；Long,Y.Temperature-responsive hydrogel with ultra-large solar modulation and high luminous transmission for“smart window”applications.Journal of Materials Chemistry A 2014,2(33),13550)。然而其中還存在諸多問(wèn)題沒(méi)有得到解決，比如機(jī)械性能較差，無(wú)法得到特定的凝膠形狀，透明度有待提高，以及生物相容性等一系列問(wèn)題均限制了其在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。

細(xì)菌納米纖維素是由微生物經(jīng)過(guò)發(fā)酵得到的一種天然的生物高聚物，具有超精細(xì)納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有較高的含水率、良好的生物相容性，因此具有廣泛的應(yīng)用。由于細(xì)菌納米纖維素具有獨(dú)特的納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有一定的力學(xué)性能，用細(xì)菌納米纖維素作為基體，得到的復(fù)合水凝膠溫敏材料相比較聚合物而言，將具有特定的形狀，一定程度上增加了該溫敏材料的力學(xué)性能。同時(shí)由于細(xì)菌納米纖維的直徑可以達(dá)到30至100納米，該納米纖維小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的十分之一。由于細(xì)菌納米纖維素的納米尺寸效應(yīng)，有光散射引起的光的吸收可以忽略不計(jì)，因此細(xì)菌納米纖維素自身具有良好的透明性(參考文獻(xiàn)Nogi,M.；Yano,H.,Transparent nanocomposites based on cellulose produced by bacteriaoffer potential innovation in the electronics device industry.AdvancedMaterials 2008,20(10),1849-1852)。

以上說(shuō)明細(xì)菌納米纖維素具有良好的優(yōu)良特征，且具有良好的生物相容性，因此選擇使用細(xì)菌納米纖維素作為復(fù)合溫敏聚合材料的基體，賦予材料更優(yōu)良的性能。極大地拓展了溫敏材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種溫敏細(xì)菌納米纖維素復(fù)合水凝膠材料及其制備方法和應(yīng)用，該溫敏水凝膠復(fù)合材料，具有低溫透明，而高溫不透明的光學(xué)差異性能，可以應(yīng)用在電極、涂層、光智能窗口等領(lǐng)域；另外細(xì)菌納米纖維素具有良好的生物相容性，此溫敏復(fù)合材料有望應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域。

本發(fā)明中以細(xì)菌納米纖維素作為基體，使用不同種類(lèi)的溫敏凝膠或者樹(shù)脂材料，通過(guò)不同的聚合方法，得到具有增強(qiáng)性的復(fù)合軟性水凝膠材料。由于細(xì)菌納米纖維素均一的納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，納米尺度效應(yīng)使其具有極好的光學(xué)性能，因此用細(xì)菌納米纖維素為基體，增加了復(fù)合水凝膠的透明性。