[發(fā)明專利]pH/溫度雙重敏感的水凝膠制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810155921.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN108299659B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣山泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶文理學(xué)院
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08F220/56;C08F220/54;C08L33/26;C08L33/02
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本發(fā)明涉及一種水凝膠，尤其涉及到一種pH/溫度雙重敏感的水凝膠制備方法。所述pH/溫度雙重敏感的水凝膠制備方法為：自由基聚合反應(yīng)生成P(MAA)，粉碎待用。將NIPAAM和AM，引發(fā)劑，交聯(lián)劑溶于蒸餾水，取P(MAA)粉末加入以上溶液中。混合均勻并靜止低溫溶解24h，密閉狀態(tài)下，通N₂，加熱共聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后取出凝膠，用蒸餾水沖洗。凝膠切為小塊，冷凍干燥24h，產(chǎn)品完成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水凝膠，尤其涉及到一種pH/溫度雙重敏感的水凝膠制備方法。

背景技術(shù)

環(huán)境敏感型水凝膠又稱智能性水凝膠是一種主鏈或支鏈中含有親水性基團(tuán)，并能吸附大量水分的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚合物，在外界發(fā)生環(huán)境變化時(shí)（如溫度、電場(chǎng)、pH值、光強(qiáng)度離子強(qiáng)度、GSH等物理或化學(xué)因素）其凝膠物理形態(tài)或化學(xué)結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生明顯變化。許多科學(xué)工作者對(duì)智能水凝膠作了大量研究，并在藥物載體、醫(yī)學(xué)診斷、組織材料、吸附分離等領(lǐng)域得到一定的應(yīng)用。pH和溫度敏感水凝膠應(yīng)用最廣。

pH敏感水凝膠。水凝膠根據(jù)環(huán)境介質(zhì)pH變化溶脹度發(fā)生相應(yīng)的響應(yīng)。pH敏感水凝膠通常帶有酸性基團(tuán)，如羧酸基，磺酸基等；或者帶有堿性基團(tuán)，如銨基等，當(dāng)環(huán)境pH發(fā)生變化時(shí)，水凝膠內(nèi)發(fā)生質(zhì)子的轉(zhuǎn)移，在靜電斥力、疏水作用力及氫鍵等作用力下產(chǎn)生體積相變。α-甲基丙烯酸（MAA）是常用的pH敏感水凝膠單體。

溫度/敏感型水凝膠可以根據(jù)環(huán)境溫度變化溶脹率發(fā)生相應(yīng)的響應(yīng)。這種水凝膠在溫度低于相變溫度時(shí)凝膠處于膨脹狀態(tài)或透明狀態(tài)，當(dāng)溫度高于相變溫度時(shí)水凝膠處于收縮狀態(tài)或坍塌狀態(tài)，發(fā)生親水向疏水的轉(zhuǎn)變,這個(gè)相變溫度稱之為最低臨界溶解溫度（lower critical solution temperature,LUST）。

溫敏水凝膠的研究以聚Ｎ－異丙基丙烯酰胺（NIPAAm）的均聚物、共聚物為主，PNIPAAm的LCST約為32℃。在這類凝膠中存在氫鍵和親疏水的平衡，凝膠的溶脹度／透光率在LCST附近隨著溫度的升高而突躍式的減小。要合成穩(wěn)定，高效的pH/溫度雙重敏感的水凝膠有幾個(gè)問(wèn)題需克服：1）NIPAAm自聚產(chǎn)物在LCST以上呈棉花狀，吸水性，強(qiáng)度差；2）NIPAAm的聚合物在LCST附近的溫縮性，在實(shí)際應(yīng)用中意義不大；3）將 pH/溫度雙重敏感特性穩(wěn)定集合于一種水凝膠之中。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種pH溫度雙重敏感的水凝膠，即具有正向溫敏性和正向pH敏感性的聚合物。

NIPAAm自聚產(chǎn)物在LCST以上強(qiáng)度差，可以用共聚方法處理，NIPAAm的聚合物的溫縮性通過(guò)加入具熱脹性的單體共聚克服，互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN) 技術(shù)可以組合pH和溫度敏感的兩類聚合物。

互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN) 技術(shù)是改善水凝膠應(yīng)用性能的一種方法。在IPN水凝膠中,兩種組分網(wǎng)絡(luò)之間沒(méi)有化學(xué)鍵合,各聚合物具有相對(duì)的獨(dú)立性,這種既相互獨(dú)立又相互依賴的特性決定了IPN水凝膠的特殊性質(zhì)，pH和溫度雙重敏感的高分子可由此合成。

分步聚合制備IPN水凝膠，即先聚合形成第一網(wǎng)絡(luò)，在第一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上聚合第二單體，形成第二網(wǎng)絡(luò)，最后形成互穿網(wǎng)絡(luò)。只在聚合第二單體時(shí)使用交聯(lián)劑形成的互穿網(wǎng)絡(luò)稱為半互穿網(wǎng)絡(luò)。

互穿網(wǎng)絡(luò)法是合成雙重乃至多重敏感性水凝膠理想方法之一，本發(fā)明采用兩步法聚合P（MAA）和P（AM-NIPAAm），合成半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠P(MAA)/P(AM-NIPAAm)，得到具有pH值和溫度雙重敏感性的材料。

P(MAA)/P(AM-NIPAAm)制備方法如下

1.P(MAA)/P(AM-NIPAAm)制備步驟：