[發(fā)明專利]采用非共價(jià)作用促進(jìn)界面結(jié)合的雙層水凝膠及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710847659.4 | 申請(qǐng)日: | 2017-09-19 |
| 公開(公告)號(hào): | CN107840970B | 公開(公告)日: | 2021-02-02 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 付俊;許祖翔;李金徽;肖穎;高國榮 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所 |
| 主分類號(hào): | C08J3/075 | 分類號(hào): | C08J3/075;C08F220/56;C08F220/28;C08F220/54;C08F220/06;C08F222/38 |
| 代理公司: | 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240 | 代理人: | 黃前澤 |
| 地址: | 315201 浙江*** | 國省代碼: | 浙江;33 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 采用 共價(jià) 作用 促進(jìn) 界面 結(jié)合 雙層 凝膠 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開采用非共價(jià)作用促進(jìn)界面結(jié)合的雙層水凝膠及其制備方法。本發(fā)明新型雙層水凝膠,將兩片材質(zhì)完全相同或者不同的水凝膠通過Fe3+與水凝膠中COO?形成配位鍵,形成具有優(yōu)良界面結(jié)合力的雙層水凝膠。本發(fā)明制得的雙層水凝膠組裝體,通過配位鍵使兩層相結(jié)合,具有優(yōu)良的界面結(jié)合力,同時(shí)避免了傳統(tǒng)制備雙層水凝膠的復(fù)雜、不可控工藝,具有良好的應(yīng)用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種新型雙層水凝膠及其制備方法,尤其是一種采用非共價(jià)作用使兩層界面結(jié)合的雙層水凝膠及其制備方法。
背景技術(shù)
水凝膠是一種具有三維親水網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子材料,與生物組織存在巨大的相似性使其具備廣泛的生物應(yīng)用前景。水凝膠驅(qū)動(dòng)器可以在外界環(huán)境刺激下發(fā)生大的、復(fù)雜的形變,因此在智能器件領(lǐng)域受到了日益廣泛的關(guān)注。
制備雙層水凝膠是目前構(gòu)筑水凝膠驅(qū)動(dòng)器最常見的策略之一。外界刺激下兩層的差異性響應(yīng)行為可以使水凝膠發(fā)生各向異性的彎曲變形。但現(xiàn)有的制備雙層水凝膠方法往往需要先制備第一層水凝膠,其尚未完全凝膠化時(shí)在第一層凝膠的表面原位制備第二層水凝膠。這種多步制備的過程,復(fù)雜且難以控制,兩層之間界面結(jié)合弱,大大限制了雙層水凝膠在驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種新型雙層水凝膠,利用配位鍵這種較強(qiáng)的超分子作用,即一個(gè)金屬離子同時(shí)絡(luò)合不同水凝膠上的配體,使兩層水凝膠之間產(chǎn)生結(jié)合力。
本發(fā)明新型雙層水凝膠,將兩片材質(zhì)完全相同或者不同的水凝膠通過Fe3+與水凝膠中COO-形成配位鍵,形成具有優(yōu)良界面結(jié)合力的雙層水凝膠。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述雙層水凝膠的制備方法,該方法包括以下步驟:
步驟(1)、將丙烯酸單體、親水性單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑溶解在去離子水中,得到預(yù)聚液;其中總單體濃度為1-7mol/L,丙烯酸在總單體中的摩爾分?jǐn)?shù)為5-50%,總單體包括丙烯酸單體和親水性單體。
步驟(2)、將上述預(yù)聚液加入到模具中并密封,置于50-70℃環(huán)境中反應(yīng)0.1-12小時(shí),或加入10μl催化劑四甲基乙二胺常溫下反應(yīng)0.1-12小時(shí),最終得到水凝膠薄片。
步驟(3)、將兩片通過上述方法得到的材質(zhì)完全相同或者配方不同的水凝膠貼合在一起,然后浸泡在含有0.01-0.5mol/L Fe3+的水溶液中1小時(shí)以上,最終得到具有良好的界面結(jié)合能力的雙層水凝膠。
進(jìn)一步地,步驟(1)所述的親水性單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥乙酯、N-異丙基丙烯酰胺中的一種或幾種。
進(jìn)一步地,交聯(lián)劑選擇N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺,用量為總單體的0.01-2.0mol%;
進(jìn)一步地,所述的引發(fā)體系為氧化-還原引發(fā)體系,引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨,所述的引發(fā)劑用量為總單體的0.1-1.0mol%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明制得的雙層水凝膠組裝體,通過配位鍵使兩層相結(jié)合,具有優(yōu)良的界面結(jié)合力,同時(shí)避免了傳統(tǒng)制備雙層水凝膠的復(fù)雜、不可控工藝,具有良好的應(yīng)用前景。
附圖說明
圖1為雙層水凝膠及其界面結(jié)合方式的示意圖;
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的分析。
圖1為雙層水凝膠及其界面結(jié)合方式的示意圖
實(shí)施例1、
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