[發明專利]一種具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠的制備方法、產品及應用

有效

• 申請號: 201810142563.2
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108395548B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 楊晉濤;肖圣威;何曉敏;鐘明強;陳楓;范萍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08F220/54;C08F212/14;C08F222/38;C08F2/48;C08L33/24;C08L25/18
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將N-異丙基丙烯酰胺、兩性離子單體、引發劑、交聯劑和催化劑溶解于水得到反應液；

(2)將步驟(1)的反應液注入到惰性氣體保護的石英玻璃模具中，經紫外光引發聚合反應，得到雙層水凝膠；

步驟(1)中，所述兩性離子單體的結構式選自如下結構式中的一種：

其中，R選自H或CH₃，n數值為1～4；

所述兩性離子單體與N-異丙基丙烯酰胺的質量比為30～250:100。

2.根據權利要求1所述的具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的引發劑包括光引發劑和自由基引發劑，所述的光引發劑為2-羥基-4'-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基甲酮中的一種，其用量為兩性離子單體質量的0.5％～5％；自由基引發劑為水溶性引發劑過硫酸銨或過硫酸鉀中的一種，其用量為N-異丙基丙烯酰胺質量的0.1～10％。

3.根據權利要求1所述的具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，其用量為N-異丙基丙烯酰胺、兩性離子單體兩者總質量的0.1～10％；所述的催化劑為N,N,N′,N′-四甲基乙二胺，其用量為N-異丙基丙烯酰胺質量的0.1～10％。

4.根據權利要求1所述的具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的紫外光引發聚合反應的紫外光波長為365nm；光照時間為30～240min。

5.根據權利要求1-4任一所述的制備方法得到的具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠，其特征在于，所述的具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠在鹽水刺激或溫度刺激下發生自發彎曲行為。

6.根據權利要求5所述的具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠，其特征在于，所述鹽水刺激的鹽水為NaNO₃水溶液、NaBr水溶液、NaCl水溶液、NaClO₄水溶液、NaSCN水溶液、檸檬酸鈉水溶液、六偏磷酸鈉水溶液、Na₂SO₄水溶液、KCl水溶液、MgCl₂水溶液或CaCl₂水溶液中的至少一種，所述鹽水刺激的鹽濃度為0.5～6.1mol/L；所述溫度刺激的冷水溫度為0～30℃，溫水溫度為40～100℃。

7.根據權利要求5所述的具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠的應用，其特征在于，所述的具有鹽-溫度雙重響應的雙層水凝膠用于制造自發驅動的軟體機器人或傳感元件。