[發明專利]一種明膠基高強度水凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201910451737.8
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110078945B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 王學川;張慧潔;劉春林
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L89/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

本發明公開了一種明膠基高強度水凝膠的制備方法，具體為：首先，將明膠超聲分散到去離子水中，之后將其倒入成型模具內，待明膠混合液完全成凝膠態后，將其浸泡在硫酸銨溶液中，得到明膠?硫酸銨凝膠；之后將明膠?硫酸銨凝膠加入到硫酸銨溶液中進行加熱，最后，將其浸泡在硫酸銨溶液中，即可獲得相分離明膠水凝膠。本發明方法在不改變明膠水凝膠的化學組成的情況下，通過改變加熱溫度和加熱時間的方式調控明膠水凝膠的力學性能和孔隙形貌和孔隙尺度。另外，該方法操作簡單，成本低廉，可進行大規模推廣生產。

技術領域

本發明屬于水凝膠材料制備技術領域，具體涉及一種明膠基高強度水凝膠的制備及力學性質調控的方法。

背景技術

水凝膠是一種能夠在水中溶脹保留大量的水，但是不溶于水的具有三維網絡結構的聚合物材料，在藥物傳輸、組織工程支架、人工關節軟骨、柔性器件等方面有著廣泛的應用前景，所以制備高強度和高韌性的水凝膠成為了近年來的研究熱點。明膠是一種生物大分子，為膠原的降解產物，無毒，具有良好的生物相容性、生物可降解性和環境友好性。大部分以蛋白質為基礎的水凝膠材料是低韌性和低強度的，明膠作為蛋白質基材料的一種，也具有以上缺點，這限制了其在組織工程支架、人工關節軟骨、柔性器件等方面的應用。明膠基水凝膠力學性能增強與調控往往采用其它高分子材料共混，化學改性、交聯等方法，這些方法往往操作繁瑣，在改變其力學性質的同時也會導致材料化學組分的相應變化。材料的各種性質如降解性、生物相容性等往往與材料化學組成息息相關。

發明內容

本發明的目的在于提供一種明膠基高強度水凝膠的制備方法，解決了現有明膠基水凝膠力學性能差的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種明膠基高強度水凝膠的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，將明膠超聲分散到35℃～60℃的去離子水中，超聲分散的時間為5min，之后將其倒入成型模具內，待明膠混合液完全成凝膠態后，將其浸泡在硫酸銨溶液中，得到明膠-硫酸銨凝膠；

步驟2，將經步驟1后得到的明膠-硫酸銨凝膠加入到硫酸銨溶液中進行加熱，得到相分離明膠水凝膠；

步驟3，將經步驟2后得到的相分離明膠水凝膠浸泡在硫酸銨溶液中，即可獲得增強的相分離明膠水凝膠。

本發明的特點還在于，

步驟1中，浸泡時間為5h～10h，明膠與去離子水的質量比為1～2：8～9。

步驟2中，加熱溫度為25℃～60℃，加熱時間10s～300s。

步驟1、步驟2、步驟3中，硫酸銨溶液的質量百分濃度均為20％～40％。

步驟3中，浸泡時間為1h～48h，浸泡溫度為1℃～25℃。

本發明的有益效果在于：

本發明方法在不改變明膠水凝膠的化學組成的情況下，通過改變加熱溫度和加熱時間的方式調控明膠水凝膠的力學性能和孔隙形貌和孔隙尺度。另外，該方法操作簡單，成本低廉，可進行大規模推廣生產。

附圖說明

圖1是本發明實施例中制備的明膠基高強度水凝膠的SEM圖；

圖2是本發明實施例中制備的明膠基高強度水凝膠的應力-應變測試圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明一種明膠基高強度水凝膠的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，將明膠超聲分散到35℃～60℃的去離子水中，超聲分散的時間為5min，之后將其倒入成型模具內，待明膠混合液完全成凝膠態后，將其浸泡在硫酸銨溶液中，得到明膠-硫酸銨凝膠；