[發明專利]一種改性芳香族聚酰胺、具有兩個臨界溫度的溫敏性水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201810618323.5
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108948347B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 白永平;王利鵬;李衛東;殷曉芬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學無錫新材料研究院;無錫海特新材料研究院有限公司
• 主分類號: C08G69/40
• 分類號: C08G69/40;C08G69/42;C08J3/075;C08L77/06
• 代理公司: 無錫永樂唯勤專利代理事務所(普通合伙) 32369
• 代理人: 章陸一

本發明公開了一種改性芳香族聚酰胺、具有兩個臨界溫度的溫敏性水凝膠及其制備方法。本發明的改性芳香族聚酰胺的制備方法，將芳香族二胺、芳香族二羧酸、端基功能化聚醚溶于有機溶劑中，以氯化鈣為催化劑，在100?120℃、氮氣氛圍下攪拌反應，將產物溶液過濾，抽提，得到改性芳香族聚酰胺；其中，以質量份計，芳香族二胺90?210份、芳香族二羧酸150?270份、端基功能化聚醚0?50份。由本發明的改性芳香族聚酰胺制得的具有兩個臨界溫度的溫敏性水凝膠，具有兩個臨界溫度，可以檢測和指示一個溫度范圍，是一種優異的智能型溫敏開關材料。

技術領域

本發明涉及智能高分子材料技術領域，具體涉及一種改性芳香族聚酰胺、具有兩個臨界溫度的溫敏性水凝膠及其制備方法。

背景技術

水凝膠是以水為分散介質的凝膠。水凝膠是一種具有網狀交聯結構的水溶性高分子中引入一部分疏水基團和親水殘基的交聯聚合物，其親水殘基與水分子結合，將水分子連接在網狀內部，而疏水殘基遇水膨脹。因此水凝膠是因其高分子網絡體系而性質柔軟，且能保持一定的形狀，能吸收大量的水。同時，水凝膠由于具有和人類組織高度的相似性，使得水凝膠在生物組織工程、仿制皮膚等領域具有重要的潛在應用價值。水凝膠的交聯方法主要包括物理交聯法和化學交聯法。物理交聯法主要是通過氫鍵、離子鍵、疏水作用力及分子間的相互纏繞作用完成的。物理方法制備的凝膠為非永久性的，可隨著物理條件的變化而發生變化。化學方法通過接枝共聚和電離輻射交聯等。

溫敏性水凝膠是一類可響應周圍溫度變化而產生相應功能性改變的一類凝膠材料。多種天然或合成的高分子材料均可用于溫敏性水凝膠的制備。天然高分子材料主要包括甲殼素/殼聚糖及其衍生物，羥甲基纖維素、膠原蛋白、透明質酸、明膠、海藻酸鹽等，這些天然高分子材料具有一定的優勢如在自然界儲量豐富，容易獲取，生物相容性好，具有一定的生物降解性能，且抗原性低，本身無毒等，然而天然高分子材料制備的水凝膠往往機械性能較差，成膠時間也較長。合成高分子材料主要包括聚丙烯酸類及其衍生物、聚丙烯酰胺類及其衍生物、聚乙烯醇、聚乙二醇等。合成高分子材料種類較多，而且可通過簡單的物理和化學方法進行改性滿足不同的需要，生產重復性較好并可進行大量生產。

溫敏性水凝膠在智能溫控開關上有著很大的應用前景。目前，大部分的溫敏性水凝膠僅具有一個低溫臨界溫度。即存在體積發生變化的最低臨界轉變溫度，稱為低溫溶解溫度，當周圍溫度低于低溫溶解溫度時，溫敏性水凝膠呈現為流動的液態。然而在實際應用中，往往需要的是一個具有高低兩個臨界溫度的智能響應材料，從而來檢測和保證一個環境始終處在一個所需溫度范圍內。因此具有高低溫兩個臨界溫度水凝膠的制備是一個亟待解決的問題。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種改性芳香族聚酰胺、以及具有兩個臨界溫度的溫敏性水凝膠及其制備方法。

芳香族聚酰胺是一種重要的高分子材料。因其分子中含有大量對稱的苯環、酰胺鍵，分子間作用力大，使得芳香族聚酰胺擁有極其優異的物理機械性能，并且在溶液中具有液晶行為。水溶性芳香族聚酰胺在水中可以溶解，而且它們分子之間存在大量氫鍵，所以可以通過調節芳香族聚酰胺在水中的濃度從而制備出水凝膠。基于此，本發明創造性的提出利用水溶性芳香族聚酰胺作為水凝膠前體，通過改性水溶性芳香族聚酰胺，制備出具有兩個臨界溫度的水凝膠。

本發明的改性芳香族聚酰胺的制備方法，將芳香族二胺、芳香族二羧酸、端基功能化聚醚溶于有機溶劑中，以氯化鈣為催化劑，在100-120℃、氮氣氛圍下攪拌反應，將產物溶液過濾，抽提，得到改性芳香族聚酰胺；

其中，以質量份計，芳香族二胺90-210份、芳香族二羧酸150-270份、端基功能化聚醚0-50份。

進一步地，在100-120℃、氮氣氛圍下攪拌反應10-12小時。

進一步地，將產物溶液傾倒在甲醇中，過濾，抽提，得到改性芳香族聚酰胺。