[發(fā)明專(zhuān)利]一種酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖導(dǎo)電粘韌水凝膠及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011012101.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112159533A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高光輝;王廣宇;任秀艷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/075
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/075;C08J3/24;C08L89/00;C08L5/08;C08F289/00;C08F220/56;C08F251/00
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本發(fā)明提供了一種酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠及其制備方法，屬于高分子水凝膠技術(shù)領(lǐng)域。所述的酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠是將兩種生物基改性材料（酪蛋白酸鈉和羧甲基殼聚糖）同時(shí)引入到化學(xué)交聯(lián)的丙烯酰胺網(wǎng)絡(luò)體系中而得到的。酪蛋白酸鈉是酪蛋白經(jīng)堿性物質(zhì)改性而成，含有大量的氨基酸殘基，能夠賦予水凝膠優(yōu)異的黏附性。羧甲基殼聚糖（CMC）是一種常見(jiàn)的水溶性殼聚糖衍生物，具有與殼聚糖類(lèi)似的性質(zhì)，如無(wú)毒性，生物相容性和生物降解性等，體系中多糖大分子鏈和酪蛋白膠束之間能夠發(fā)生動(dòng)態(tài)物理協(xié)同效應(yīng)，并與丙烯酰胺分子鏈的化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共同作用，賦予水凝膠極好的力學(xué)性能。同時(shí)，體系中豐富的自由離子賦予了水凝膠一定的導(dǎo)電性。本發(fā)明的酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖導(dǎo)電粘韌水凝膠粘性剝離力達(dá)29.7N/m以上，拉伸強(qiáng)度可達(dá)187.95 kPa以上，拉伸應(yīng)變達(dá)2263.45%以上，導(dǎo)電率達(dá)0.175 ms/cm以上。拓寬了水凝膠的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖導(dǎo)電粘韌水凝膠及其制備方法，屬于高分子水凝膠技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

酪蛋白酸鈉是牛奶中主要蛋白質(zhì)干酪素的鈉鹽，具有大量的氨基酸殘基，能夠賦予水凝膠獨(dú)特的粘附性能，此外酪蛋白酸鈉在水溶液中能夠自發(fā)組裝成膠束結(jié)構(gòu)，這種膠束結(jié)構(gòu)在水凝膠拉伸過(guò)程中可以充當(dāng)能量耗散中心，增強(qiáng)水凝膠的力學(xué)性能。

羧甲基殼聚糖是殼聚糖的羧甲基化衍生物，在堿性條件下，殼聚糖與氯乙酸反應(yīng)，氫原子被羧甲基取代而生成。羧甲基的引入使得殼聚糖分子的二次結(jié)構(gòu)被破壞，結(jié)晶度大大降低，在保留殼聚糖原有性質(zhì)的同時(shí)，具備了100％水溶性，這一大優(yōu)勢(shì)使羧甲基殼聚糖的前期處理變得簡(jiǎn)單易操作。

目前，傳統(tǒng)的生物基材料大多數(shù)性質(zhì)單一，力學(xué)強(qiáng)度較差，制備工藝復(fù)雜，大大限制了其廣泛的應(yīng)用，為此研究者們做出了許多的努力。張黎明等設(shè)計(jì)的天然酪蛋白多孔水凝膠材料（CN105601981A）不僅生物相容性好，且兼具降解性，但并未提及機(jī)械性能。陳強(qiáng)等設(shè)計(jì)的一種高強(qiáng)度蛋白質(zhì)水凝膠及其制備方法（CN107383394A）具有較好的力學(xué)強(qiáng)度，最高可達(dá)0.5 MPa，但缺乏粘性，也無(wú)導(dǎo)電性。因此，制備兼具粘性、韌性、導(dǎo)電性的生物基水凝膠具有重要的研究意義和實(shí)踐價(jià)值，能夠拓寬生物基材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決已有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖導(dǎo)電粘韌水凝膠的制備方法。

本發(fā)明的一種酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖導(dǎo)電粘韌水凝膠，其特征在于將兩種生物基材料（酪蛋白酸鈉和羧甲基殼聚糖）同時(shí)引入到化學(xué)交聯(lián)的丙烯酰胺網(wǎng)絡(luò)體系中而得到的。

本發(fā)明的一種酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖導(dǎo)電粘韌水凝膠的制備方法的步驟和條件如下：

（1）配置酪蛋白酸鈉溶液

配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-15%的酪蛋白酸鈉水溶液，稱(chēng)取不同質(zhì)量的酪蛋白酸鈉（5g-15g）向其中加入85-95mL（總質(zhì)量100g）的蒸餾水，放在磁力攪拌器上進(jìn)行攪拌并升溫至50℃，待酪蛋白酸鈉完全溶解后，停止加熱，降溫備用。

（2）酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖導(dǎo)電粘韌水凝膠的制備

a.取用步驟1中得到的均勻混合溶液5-10mL，在取用的上述混合溶液中加入10-15mL蒸餾水(溶液總體積為20mL)，得到均勻的混合溶液。

b.向上述a步驟得到的混合溶液中加入一定量的羧甲基殼聚糖（0.1-0.3g）,轉(zhuǎn)移至磁力攪拌器上攪拌并升溫至40℃；待羧甲基殼聚糖完全溶解后，向其中加入4.0g丙烯酰胺，轉(zhuǎn)移至室溫條件進(jìn)行攪拌，待丙烯酰胺溶解后再加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，攪拌20-30分鐘，得到均勻的混合溶液。

c.向步驟c得到的均勻混合溶液中加入交聯(lián)促進(jìn)劑TEMED，攪拌后將此混合溶液轉(zhuǎn)移至密封的模具中，加熱至40℃，恒溫6-7小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，將得到的水凝膠在室溫下放置2-3小時(shí)，得到酪蛋白酸鈉/羧甲基殼聚糖導(dǎo)電粘韌水凝膠。