[發明專利]一種鈮酸鉀鈉納米粒子復合水凝膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810837226.5
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109251277B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 寧成云;翟錦霞;周蕾;代聰;陳俊祺
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08F289/00
• 分類號: C08F289/00;C08F220/54;C08F220/06;C08K9/04;C08K3/24;C08J3/075
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發明屬于水凝膠技術領域，公開了一種鈮酸鉀鈉納米粒子復合水凝膠及其制備方法與應用。所述鈮酸鉀鈉納米粒子復合水凝膠主要由明膠甲基丙酸酯、N,N?二甲基丙烯酰胺、α?甲基丙烯酸及鈮酸鉀鈉納米粒子在引發劑的作用下聚合而成；所述明膠甲基丙酸酯是由甲基丙烯酸酐改性明膠得到；所述鈮酸鉀鈉納米粒子是通過改性劑改性鈮酸鉀鈉得到的納米粒子；所述改性劑為聚乙二醇6000、聚乙二醇100，聚乙二醇20000、十二烷基硫酸鈉、溴化十六烷基三甲銨、烷基糖苷中一種以上。本發明的鈮酸鉀鈉納米粒子復合水凝膠力學性能好、保濕性好、生物相容性好；應用于醫用敷料領域。

技術領域

本發明屬于水凝膠技術領域，具體涉及一種鈮酸鉀鈉納米粒子復合水凝膠材料及其制備方法與應用。

背景技術

傳統合成的水凝膠總是內部是軟的、易脆的。最近幾年也有研究來提高水凝膠的力學性能，如采用引入犧牲鍵、雙網絡等。但是水凝膠仍然被稱為軟材料、彈性模量很低。高分子水凝膠是一類具有化學或物理交聯結構，可吸收大量水分但不溶于水的大分子聚集體，可同時兼具固體和液體的雙重性，也具有一定的力學強度，但是傳統高分子水凝膠材料自身存在一些難以克服的性能缺點，尤其是應用在人體關節軟骨、半月軟骨、肌腱等部位，需要機械強度比較大的高分子水凝膠，然而大多數高分子水凝膠十分脆弱。

面對常規水凝膠強度低、脆性高的缺點，雖然已經有幾種類型的無機納米顆粒，如黏土和石墨烯氧化物，可形成顯著增強的機械性能的聚合物納米復合水凝膠，然而黏土的復雜加工和聚合物、石墨烯氧化物黑色顏色，嚴重限制了其應用。

發明內容

為了克服上述現有的技術的缺點與不足，本發明的目的在于提供一種鈮酸鉀鈉納米粒子復合水凝膠及其制備方法。本發明采用鈮酸鉀鈉納米粒子、明膠甲基丙酸酯(GelMA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、α-甲基丙烯酸(MAAC)復合，得到復合水凝膠。所述復合水凝膠是一種三維網絡狀并具有一定強度的水凝膠，具有一定柔韌性、較好的保濕性、良好的生物相容性。本發明的水凝膠既具有強的共價鍵又有大量的氫鍵聚集作為犧牲鍵和可交聯作用。本發明選用的DMAA是氫鍵的受體，α-甲基丙烯酸(MAAC)是氫鍵的供體，二者和氫鍵具有很好的匹配。

本發明的再一目的在于提供上述復合水凝膠的應用。所述復合水凝膠在醫用敷料領域中的應用。

本發明的目的通過以下技術手段實現：

一種鈮酸鉀鈉納米粒子復合水凝膠，主要由明膠甲基丙酸酯(GelMA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、α-甲基丙烯酸(MAAC)(甲基丙烯酸)及鈮酸鉀鈉納米粒子在引發劑的作用下聚合而成(簡稱為KNN/GelMA/DMAA/MAAC復合水凝膠)。

所述明膠甲基丙酸酯(GelMA)是由甲基丙烯酸酐改性明膠得到；所述鈮酸鉀鈉納米粒子是通過改性劑改性得到的納米粒子；所述改性劑為聚乙二醇6000(PEG-6000)、聚乙二醇100，聚乙二醇20000、十二烷基硫酸鈉、溴化十六烷基三甲銨、烷基糖苷中一種以上。

所述明膠甲基丙酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、α-甲基丙烯酸及鈮酸鉀鈉納米粒子的質量比為(3～15)：(4～16)：(10～20)：(0.02～0.8)；

所述引發劑與甲基丙烯酸的質量比為(1～10)：(50～100)。

所述鈮酸鉀鈉納米粒子的制備方法，包括以下步驟：將鈮酸鉀鈉粉體與改性劑通過濕法球磨進行改性，獲得鈮酸鉀納米粒子。

所述改性劑優選為聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、溴化十六烷基三甲銨、烷基糖苷中一種以上，所述球磨的時間為6～12h，球磨的轉速為200～450rpm。

所述鈮酸鉀鈉納米粒子的具體制備方法為：