[發明專利]一種高強度的改性丙烯酸基可降解水凝膠及其制法

在審

• 申請號: 202010333422.6
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111410716A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 夏克春
• 申請（專利權）人: 夏克春
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/06;C08F220/56;C08F2/44;C08K9/06;C08K7/26;C08J3/075;C08L51/02;C08B37/08;C01B33/18;B82Y30/00;B82Y40/00
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本發明涉及水凝膠材料技術領域，且公開了一種高強度的改性丙烯酸基可降解水凝膠，包括以下配方原料及組分：納米SiO₂修飾烯基化殼聚糖、丙烯酸、丙烯酰胺、引發劑、交聯劑。該一種高強度的改性丙烯酸基可降解水凝膠，多孔結構納米SiO₂空心微球比表面積更大，納米小尺寸效應更強，3?氨基丙基三乙氧基硅烷改性多孔納米SiO₂空心微球，與殼聚糖進行化學交聯反應，納米SiO₂和殼聚糖通過化學鍵結合的方法進入丙烯酸基水凝膠的基體中，改善了納米SiO₂在丙烯酸基水凝膠中的相容性，增強了材料的拉伸強度和壓縮強度，當殼聚糖進行生物降解時，會使丙烯酸基水凝膠的分子鏈發生斷裂，破壞水凝膠材料的基體，達到生物降解的效果。

技術領域

本發明涉及水凝膠材料技術領域，具體為一種高強度的改性丙烯酸基可降解水凝膠及其制法。

背景技術

水凝膠具有物理或化學交聯結構，可以吸收大量水分而不溶解，具有三維空間網絡結構并保持一定的形狀和水凝膠材料作為高吸水保水材料，并且和生物軟組織相似的軟物質材料，廣泛應用于干旱地區抗旱、化妝品面膜和生物醫學功能材料等方面，傳統的水凝膠以丙烯酸及其衍生物，通過化學交聯聚合而得到，由于力學性能較差，易發生斷裂和損耗，限制了水凝膠的應用領域，因此開發出高強度的水凝膠材料成為研究熱點，如拓撲結構水凝膠、納米復合水凝膠、雙網絡結構水凝膠等，具有良好機械性能。

納米SiO₂優異的力學性能，其納米小尺寸效應具有很大的表面積應，可以與高分子聚合物基體有著很強的相互作用，從而可以增強高分子材料的機械性能，可以作為填料來制備納米復合水凝膠，但是納米SiO₂在丙烯酸基水凝膠中很容易團聚和結塊，會嚴重影響水凝膠材料的機械性能，如何改善納米SiO₂在丙烯酸基水凝膠中的分散性成為難點，并且丙烯酸基水凝膠并非天然高分子水凝膠，很難被生物降解，會造成環境污染。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高強度的改性丙烯酸基可降解水凝膠及其制法，解決納米SiO₂在丙烯酸基水凝膠中的分散性很差的問題，同時解決了丙烯酸基的力學性能和生物降解性很差的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高強度的改性丙烯酸基可降解水凝膠，包括以下按重量份數計的配方原料及組分：0.5-4份納米SiO₂修飾烯基化殼聚糖、44-67份丙烯酸、30-42份丙烯酰胺、2-8份引發劑、0.5-2份交聯劑。

優選的，所述引發劑為過硫酸銨、交聯劑為NN-亞甲基雙丙烯酰胺。

優選的，所述納米SiO₂修飾烯基化殼聚糖制備方法包括以下步驟：

(1)向反應瓶中加入乙醇和蒸餾水混合溶劑，兩者體積比為5-10:1，再加入甲醛水溶液和間苯二酚，攪拌均勻后加入氨水，調節溶液pH至8-10，再加入正硅酸乙酯，在30-40℃下勻速攪拌反應20-30h，將溶液離心分離除去溶劑，使用蒸餾水和乙醇洗滌固體產物，充分干燥后置于電阻爐中，升溫速率為3-8℃/min，升溫至530-580℃，保溫處理3-5h，煅燒產物為多孔納米SiO₂空心微球，并置于乙醇和蒸餾水混合溶劑中，兩者體積比為15-25:1，超聲分散均勻后加入硅烷偶聯劑3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在35-65℃中勻速攪拌反應2-8h，將溶液離心洗滌除去溶劑并充分干燥，制備得到3-氨基丙基三乙氧基硅烷接枝的改性多孔納米SiO₂空心微球。