[發明專利]聚(N-異丙基丙烯酰胺)反蛋白石水凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201910476683.0
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110330672B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 陳艷軍;鄭航;馬帥;馮夢然;伊斯;宋偉政;賀光耀;王藝峰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/075;C08F120/54;C08F2/44;C08L33/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

本發明提供一種聚(N?異丙基丙烯酰胺)反蛋白石水凝膠的制備方法，具體是一種物理交聯的聚(N?異丙基丙烯酰胺)反蛋白石水凝膠的制備方法。該制備方法是以聚苯乙烯光子晶體為模板，將含有鋰藻土、碳點和N?異丙基丙烯酰胺的凝膠前驅液注入到聚苯乙烯光子晶體模板中，利用“三明治”法使其在光子晶體模板中聚合反應，得到物理交聯的聚(N?異丙基丙烯酰胺)反蛋白石結構水凝膠。本發明的制備方法新穎，操作簡單，具有可選擇性，可重復性好，綠色環保，儀器設備簡單，成本低廉，制備的水凝膠具有鮮明的結構色和優異的熒光性能，而且具有很好的溫度刺激響應性。

技術領域

本發明屬于高分子材料和納米材料領域，特別是涉及一種物理交聯的聚(N-異丙基丙烯酰胺)反蛋白石水凝膠的制備方法。

背景技術

N-異丙基丙烯酰胺(NIPAm)是一種線性有機化合物，其聚合物水凝膠具有與人體生理溫度相近的低臨界相轉變溫度(LCST)。聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)的大分子鏈上同時具有親水性的酰氨基和疏水性的異丙基，使得線型PNIPAm水溶液以及交聯后的PNIPAm水凝膠都呈現出溫度敏感特性[ACS Nano,2016,10(6):5856-5863]，被廣泛應用在藥物控釋、生化分離以及化學傳感器等領域。

近年來，反蛋白石結構的高分子水凝膠被廣泛研究，但它們大多采用化學交聯，得到的水凝膠普遍存在強度低，韌性差，且易破碎等缺點。與化學交聯的水凝膠相比，物理交聯的高分子水凝膠則是向體系中引入納米粒子作為物理交聯點[Macromolecules,2016,49(15):5660-5668]，能夠有效地增強水凝膠的強度，具有比傳統化學交聯水凝膠高很多倍的斷裂伸長率，納米粒子與聚合物鏈段之間存在著可逆的物理相互作用，因此水凝膠還具有自愈合性能。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是：為克服傳統的聚苯乙烯基光子晶體存在的功能單一、脆性高、難揭膜，響應慢和化學交聯的反蛋白石水凝膠力學性能差等問題，提供一種物理交聯的聚(N-異丙基丙烯酰胺)反蛋白石水凝膠的制備方法。

本發明的技術原理：N-異丙基丙烯酰胺(NIPAm)作為一種線性有機化合物，其聚合物大分子鏈上同時具有親水性的酰氨基和疏水性的異丙基，使得線型PNIPAm水溶液以及交聯后的PNIPAm水凝膠都呈現出溫度敏感特性。同時，本發明使用鋰藻土和碳點作為物理交聯劑，合成的物理交聯的水凝膠具有比傳統化學交聯水凝膠更加優異的力學性能。

本發明為解決上述技術問題提供以下的技術方案：

本發明提供的聚(N-異丙基丙烯酰胺)反蛋白石水凝膠的制備方法，是一種物理交聯的聚(N-異丙基丙烯酰胺)反蛋白石水凝膠的制備方法，該方法是以聚苯乙烯光子晶體為模板，將含有鋰藻土、碳點和N-異丙基丙烯酰胺的凝膠前驅液注入到聚苯乙烯光子晶體模板中，利用三明治法使凝膠前驅液在光子晶體模板中聚合反應，得到所述反蛋白石水凝膠。

本發明制備方法包括以下步驟：

(1)聚苯乙烯微球的合成：

將8-12g苯乙烯單體加入到120-150mL的去離子水中攪拌分散0.5-1小時，攪拌速度為300-350轉/分鐘，分散好后再加入0.1-0.2g丙烯酸和0.2-0.3g過硫酸鉀，加入完畢后緩慢升溫至75-80℃，繼續反應7-8小時，反應結束后將得到的乳液放入離心機中離心3-5次，每次離心20-30分鐘，每次離心結束后將上層清液除去然后加入去離子水，最后將離心好的聚苯乙烯微球放入烘箱內烘干，得到一定粒徑的聚苯乙烯微球；

(2)聚苯乙烯光子晶體的制備：