[發明專利]一種三重網絡水凝膠的制備方法

在審

• 申請號: 201811098364.2
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109232921A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 陳重一;倪秀全;周觀炳
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L5/04;C08L33/26;C08L33/02
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本發明屬于水凝膠領域，具體涉及一種三重網絡水凝膠的制備方法。所述三重網絡水凝膠為由三種聚合物形成的交聯聚合物互穿網絡，對凝膠的力學性能有極大的增強，水凝膠的制備方法具體包括以下步驟：將溶液A(海藻酸鈉加入到蒸餾水中攪拌均勻)與溶液B(由第一單體、引發劑和交聯劑溶解在蒸餾水)均勻混合，得到雙重網絡前驅溶液；上述雙重網絡前驅溶液反應得雙重網絡水凝膠；將上述雙重網絡水凝膠浸泡在溶液C(由第二單體、引發劑和交聯劑溶解于蒸餾水)中直至溶脹平衡，得到三重網絡前驅溶液；將上述三重網絡前驅溶液在反應后，浸泡于多價金屬離子溶液，得到高強度、高韌性的三重網絡水凝膠。

技術領域

本發明屬于水凝膠領域，具體涉及一種三重網絡水凝膠的制備方法。

背景技術

水凝膠作為一種高分子材料，其主要是由親水聚合物構成，所以其能夠吸收大量水分而保持其高分子聚合網絡結構不變，水凝膠中的水盡管包裹在水凝膠的網絡中，但仍然具有一定的活動能力，并且基于生物材料而制備的水凝膠又具備了優秀的生物相容性，并且對外界刺激(如pH、溫度、紫外線等)具有良好的響應性。通常情況下，這些具有刺激響應性的水凝膠又被稱為環境敏感智能型水凝膠，而具體到詳細的分類，又有包括pH響應性、光響應性、溫度響應性、點響應性等。所以近些年來，由于水凝膠優異的吸水性和生物相容性等優點，越來越多的材料科學和生物醫學工作者將目光放置在水凝膠這一領域。

人體中存在大量軟組織如軟骨、韌帶、筋等，雖然含水量往往達到了30％～80％之多，但同時卻保有非常優異的機械性能。水凝膠可以吸收大量的水分后同時保持一定的彈性，使得水凝膠具有類似于人體軟組織的性能，也說明水凝膠在替代人體軟組織這一領域具有巨大的潛力。然而水凝膠卻往往存在機械強度低、韌性差、抗疲勞性能差等缺點，這使得水凝膠無法適應實際應用的要求。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種高強度、高韌性三重網絡水凝膠的制備方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案。

即，一種三重網絡水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)將粉末狀海藻酸鈉加入到蒸餾水中，攪拌均勻，得到溶液A；

(2)將第一單體、引發劑和交聯劑溶解在蒸餾水中，得到溶液B，然后將其與上述溶液A均勻混合，得到雙重網絡前驅溶液；

(3)將上述雙重網絡前驅溶液倒入直徑為4毫米的圓柱形模具中，反應得雙重網絡水凝膠；

(4)將上述雙重網絡水凝膠浸泡在溶液C中，直至溶脹平衡得到三重網絡前驅溶液，所述溶液C由第二單體、引發劑和交聯劑溶解于蒸餾水得到；

(5)將上述三重網絡前驅溶液在50～70℃反應，然后浸泡于多價金屬離子溶液，得到三重網絡水凝膠，

所述第一單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯或三乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的一種或多種。

所述第二單體為丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一種或多種。

所述雙重網絡水凝膠為由兩種聚合物形成的聚合物互穿網絡。所述三重網絡水凝膠為由三種聚合物形成的聚合物互穿網絡。

作為優選，步驟(1)所述的溶液A中海藻酸鈉水溶液的質量濃度為0.1％～10％，進一步優選1％～6％。

作為優選，步驟(1)攪拌時的攪拌溫度為60～100℃，進一步優選80～90℃。

步驟(2)所述第一單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯或三乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的一種或多種?？紤]到經濟性和入手容易性，進一步優選丙烯酰胺。