[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有抗凍/抗熱性能的自粘附水凝膠的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710916584.0
• 申請(qǐng)日: 2017-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107641179A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯雄;劉柯志;韓璐;閆力維;甘東林;賈占榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08F283/00
• 分類(lèi)號(hào): C08F283/00;C08F220/56;C08F220/06;C08F222/38;C08G73/06;C08K7/24;C08K3/22;C08K3/32
• 代理公司: 成都信博專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司51200
• 代理人: 張輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水凝膠應(yīng)用和制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有抗凍/抗熱性能的自粘附水凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

自粘附水凝膠因其高含水量，以及與自然組織相似的軟結(jié)構(gòu)，可用于皮膚修復(fù)、傷口縫合和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域，然而現(xiàn)有的粘附型水凝膠大多力學(xué)性能較差，容易在使用的過(guò)程中破損，從而導(dǎo)致傷口暴露于空氣中而導(dǎo)致傷口感染。所以設(shè)計(jì)一個(gè)本身具有高強(qiáng)度性和自粘附性的水凝膠是十分重要的。

然而當(dāng)具有高強(qiáng)度性和自粘附性的水凝膠當(dāng)其處于過(guò)熱或者過(guò)冷的極端環(huán)境中時(shí)，水分子無(wú)法被穩(wěn)定地固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，因此在使用過(guò)程中容易丟失。高溫會(huì)使水凝膠干燥，而低溫時(shí)水凝膠會(huì)被凍住。即使在正常溫度下長(zhǎng)期使用，水分子也會(huì)從水凝膠中揮發(fā)出來(lái)，這些都會(huì)使水凝膠原本具有的高力學(xué)性能和自粘附性能喪失。因此，自粘附水凝膠的環(huán)境穩(wěn)定差也是制約其應(yīng)用的重要問(wèn)題。所以設(shè)計(jì)具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性、抗凍性和耐熱性及高力學(xué)性能的自粘附水凝膠，使其在不同溫度下維持良好的高力學(xué)性能和自粘附性仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有抗凍/抗熱性能的自粘附水凝膠的制備方法，所形成的水凝膠由于甘油與水之間強(qiáng)大氫鍵作用使水穩(wěn)定地固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，可以在低溫下破壞冰晶晶格的形成，在高溫下防止水分的揮發(fā)。從而使得水凝膠能夠在-80℃-60℃的溫度范圍內(nèi)仍然能夠具有自粘附性、高韌性和可回復(fù)性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種具有抗凍/抗熱性能的自粘附水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

稱(chēng)取0.5-3.5mg/ml多巴胺，在PH＝8-11的條件下反應(yīng)20-40分鐘，得到聚多巴胺分散液；稱(chēng)取0.4-2.6g水溶性單體、1％-15％(wt.％)引發(fā)劑和1％-10％(wt.％)交聯(lián)劑加入到聚多巴胺分散液中，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆颍缓髮⒏视图尤氲交旌弦褐校偌尤?-30ul助引發(fā)劑后再充分?jǐn)嚢瑁詈笸ㄟ^(guò)自由基聚合形成水凝膠；所形成的水凝膠由于甘油與水之間強(qiáng)大氫鍵作用使水穩(wěn)定地固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，可以在低溫下破壞冰晶晶格的形成，在高溫下防止水分的揮發(fā)。從而使得水凝膠能夠在-80℃-60℃的溫度范圍內(nèi)仍然能夠具有導(dǎo)電性，自粘附性、高韌性和可回復(fù)性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明制備的自粘附水凝膠采用甘油與水混合組成水凝膠溶劑體系，甘油與水之間強(qiáng)大氫鍵作用使水穩(wěn)定地固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，可以在低溫下破壞冰晶晶格的形成，在高溫下防止水分的揮發(fā)。使水凝膠能夠在-80℃-60℃的溫度范圍內(nèi)仍然具有自粘附性，高韌性和可回復(fù)性。另外由于油與水之間強(qiáng)大氫鍵作用使水穩(wěn)定地固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中,使水凝膠能在常溫的環(huán)境中連續(xù)使用1-6個(gè)月之后其水凝膠的自粘附性和高韌性和可回復(fù)性仍然存在。

2、本發(fā)明制備的自粘附水凝膠內(nèi)部聚多巴胺與甘油、聚合物網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同作用增強(qiáng)了水凝膠的力學(xué)性能，使其具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的可恢復(fù)性。并且，聚多巴胺組分的加入使水凝膠具有良好的自粘附性。能夠粘附在各種不同化學(xué)性能的基底表面，尤其是皮膚等生物組織，有利于擴(kuò)展該水凝膠的生物學(xué)應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例一

稱(chēng)取0.5mg/ml多巴胺，在PH＝8的條件下反應(yīng)20分鐘，得到聚多巴胺分散液。稱(chēng)取2.0g丙烯酰胺、0.4g丙烯酸、1％(wt.％)過(guò)硫酸銨和1％(wt.％)N,N-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑加入到聚多巴胺分散液中，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆颍缓髮?0％(vol.％)的甘油加入到混合液中，再加入5ul四甲基乙二胺，再充分?jǐn)嚢瑁詈笸ㄟ^(guò)自由基聚合形成水凝膠。

實(shí)施例二

稱(chēng)取1.5mg/ml多巴胺，在PH＝10的條件下反應(yīng)20分鐘，得到聚多巴胺分散液。稱(chēng)取2.0g丙烯酰胺、0.4g丙烯酸、5％(wt.％)過(guò)硫酸銨和5％(wt.％)N,N-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑加入到聚多巴胺分散液中，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆颍缓髮?0％(vol.％)的甘油加入到混合液中，再加入20ul四甲基乙二胺，再充分?jǐn)嚢瑁詈笸ㄟ^(guò)自由基聚合形成水凝膠。

實(shí)施例三