[發明專利]基于熱可逆Diels-Alder反應的高分子-納米二硫化鉬片復合水凝膠制備及應用

有效

• 申請號: 201711282115.4
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108219480B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 汪聯輝;楊文靜;陳思謀;宇文力輝;張琦
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C08L87/00
• 分類號: C08L87/00;C08K7/00;C08K3/30;C08G81/00;G01N3/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 陳思

1.一種基于熱可逆Diels-Alder反應的高分子復合納米二硫化鉬片自愈合水凝膠，其特征在于，所述高分子復合納米二硫化鉬片自愈合水凝膠由納米二硫化鉬片、巰基-聚乙二醇-馬來酰亞胺和呋喃化透明質酸合成，所述巰基-聚乙二醇-馬來酰亞胺與呋喃化透明質酸是在二硫化鉬片水溶液中發生反應的，且巰基-聚乙二醇-馬來酰亞胺的部分馬來酰亞胺基團與呋喃化透明質酸的分子鏈發生Diels-Alder反應而聯結在一起。

2.一種如權利要求1所述的高分子復合納米二硫化鉬片自愈合水凝膠的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

步驟1：在容器中加入巰基-聚乙二醇-馬來酰亞胺與納米薄層二硫化鉬片水溶液，攪拌混合溶液12h；

步驟2：在上述步驟1中的混合溶液中加入呋喃化透明質酸固體，攪拌使其完全溶解；

步驟3：在上述步驟2中將混合溶液密封，將其處于40℃環境中1h；

步驟4：將制得的高分子復合水凝膠放入恒溫箱中保存陳化，即可得到基于熱可逆Diels-Alder反應的高分子復合納米二硫化鉬片自愈合水凝膠。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述納米薄層二硫化鉬片通過超聲輔助插層法合成，所述呋喃化透明質酸固體通過呋喃與透明質酸反應合成，所述巰基-聚乙二醇-馬來酰亞胺的分子量為2K。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，上述步驟1中的巰基-聚乙二醇-馬來酰亞胺的質量體積比為1.5mg/mL，納米薄層二硫化鉬片溶液的濃度為0.1-0.5mg/mL。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，上述步驟2中溶液攪拌的環境溫度為25℃，上述步驟4中的恒溫箱中保存溫度為25℃。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，上述步驟3中呋喃化透明質酸的質量體積比為6.4mg/mL。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述超聲輔助插層法合成納米薄層二硫化鉬片，包括以下步驟：

步驟1：在氮氣保護與超聲環境下，將二硫化鉬粉末與正丁基鋰溶液混合45min，納米薄層二硫化鉬片粉末與正丁基鋰摩爾比為：1:1～13.5；

步驟2：震蕩，超聲，加入去離子水，剝離得到粗產物；

步驟3：加入一定量乙醇，加入到粗產物里形成4～16mg/mL的懸浮液，離心去除上清液，把去離子水加入到去除上清液的產物中，配成1～5mg/mL的懸浮液，離心去除上清液得到最終產物。

8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述呋喃化透明質酸固體通過呋喃與透明質酸反應合成，包括以下步驟：

步驟1：將質量分數為1％的透明質酸在25℃環境下溶于濃度為100mmol/L的MES緩沖溶液中直至完全溶解；

步驟2：將質量分數為1.4％的4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉鹽酸鹽(DMTMM)滴加進反應瓶，攪拌10min；

步驟3：室溫環境下攪拌24h；

步驟4：進行透析、冷凍、真空干燥得最終產物，所述透析過程所用透析袋分子量截留值為14KD，所述冷凍環境為-20℃。

9.一種如權利要求1所述的高分子復合納米二硫化鉬片自愈合水凝膠的自愈合效率測試方法，其特征在于，所述測試方法包括以下步驟：

步驟1：將規格為直徑9.8mm，厚度3～4.9mm的高分子復合納米二硫化鉬片自愈合水凝膠圓柱體切開成為兩部分，將兩部分水凝膠斷裂面接觸放置，并在近紅外激光發射器下照射一定時間，使其愈合；其中，激光強度為0.1～1W/cm²，激光發射器探頭到材料的距離為5～11cm，照射時間為30s～600s；

步驟2：對愈合后的水凝膠進行機械性能壓縮測試，計算得到愈合效率；愈合效率計算方法如下：愈合效率＝水凝膠愈合后壓縮模量/水凝膠初始壓縮模量×100％。