[發(fā)明專利]基于鋯鞣劑構(gòu)建互傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)材料膜的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011401888.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112662001A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐娜;冉旭東;任龍芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J7/14
• 分類號(hào): C08J7/14;C08J7/12;C08J5/18;C08L51/02;C08F251/00;C08F220/54;C08F222/38
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 徐瑤

本發(fā)明公開(kāi)的基于鋯鞣劑構(gòu)建互傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)材料膜的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1，制備海藻酸鈉水溶液，并加入以異丙基丙烯酰胺為單體，N,N’?亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，α?戊二酸酮為引發(fā)劑制得的混合溶液，制得異丙基丙烯酰胺/海藻酸鈉膜，即構(gòu)筑第一網(wǎng)絡(luò)；步驟2，將異丙基丙烯酰胺/海藻酸鈉膜浸泡在硫酸鋯溶液中，最終得到高強(qiáng)度互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠膜。一種基于鋯鞣劑構(gòu)建互傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)材料膜的制備方法，能得到一種高強(qiáng)度的互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料及高強(qiáng)度水凝膠材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于鋯鞣劑構(gòu)建互傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)材料膜的制備方法。

背景技術(shù)

水凝膠(Hydrogel)是以水為分散介質(zhì)的凝膠，由3D交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和填充在網(wǎng)絡(luò)之間的水分子組成的高分子聚合物。水凝膠網(wǎng)絡(luò)中含有大量親水性基團(tuán)和部分疏水型基團(tuán)，其中親水殘基與水分子結(jié)合，將水分子連接在網(wǎng)狀內(nèi)部，而疏水殘基遇水則膨脹，使其表現(xiàn)出“軟而濕”的特點(diǎn)。與生物組織類似的結(jié)構(gòu)，賦予了水凝膠良好的親水性和生物相容性，從而廣泛應(yīng)用于污染防治、農(nóng)業(yè)抗旱、組織工程、軟骨修復(fù)、藥物載體、智能傳感器、超級(jí)電容器等領(lǐng)域。然而，大多數(shù)水凝膠通常機(jī)械強(qiáng)度較弱，這大大地限制了水凝膠的應(yīng)用

近幾年，強(qiáng)韌水凝膠的研究取得了較大進(jìn)展，出現(xiàn)了幾種具有代表性的高力學(xué)性能的水凝膠，如大分子微球復(fù)合水凝膠、滑動(dòng)環(huán)水凝膠、納米復(fù)合水凝膠和互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠。

互穿網(wǎng)絡(luò)(interpenetrating polymer networks)簡(jiǎn)稱IPN。是由兩種或者多種交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)組成的網(wǎng)絡(luò)狀高分子混合物，由Millar于1960年提出，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，作為聚合物改性的一個(gè)新領(lǐng)域，互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究日益受到重視。近年來(lái)，無(wú)論是理論上還是實(shí)踐上，互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都得到了迅猛的發(fā)展。在一般情況下，IPN在溶劑中能溶脹不能溶解，且不能流動(dòng)和蠕變。絕大多數(shù)IPN屬于兩相系統(tǒng)，橡膠相和塑料相。在實(shí)際生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)中，可以根據(jù)需要來(lái)選擇原料、交聯(lián)劑和反應(yīng)條件，來(lái)合成預(yù)期的高分子化合物。由于自由發(fā)揮的空間很大，互穿網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的發(fā)展前景。

互穿網(wǎng)絡(luò)的制備大體可以分為兩類，第一種是先將第一網(wǎng)絡(luò)制備好加入到含有交聯(lián)劑、引發(fā)劑、反應(yīng)單體的體系中使其溶脹，在一定條件下，單體就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成第二網(wǎng)絡(luò)，從而形成了互穿網(wǎng)絡(luò)。另一種是將兩種或者兩種以上的反應(yīng)單體置于一個(gè)反應(yīng)容器中，兩個(gè)體系各自發(fā)生聚合交聯(lián)，形成了互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其最大的特點(diǎn)是不同高分子纏結(jié)在一起而不能解脫。互穿網(wǎng)絡(luò)的性能與結(jié)構(gòu)和它的制備方法有關(guān)，由不同聚合物組成的網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)其機(jī)械強(qiáng)度也不同。這是因?yàn)榛ゴ┚W(wǎng)絡(luò)中良好的兩相界面結(jié)合有利于傳遞和分散力，有利于減少兩相界面缺陷和被破壞的可能性。因此材料的模量和機(jī)械強(qiáng)度往往高于分組聚合物的相應(yīng)性能指標(biāo)，表現(xiàn)出協(xié)同作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于鋯鞣劑構(gòu)建互傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)材料膜的制備方法，能得到一種高強(qiáng)度的互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠膜。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，基于鋯鞣劑構(gòu)建互傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)材料膜的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1，制備海藻酸鈉水溶液，并加入以異丙基丙烯酰胺為單體，N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，α-戊二酸酮為引發(fā)劑制得的混合溶液，制得異丙基丙烯酰胺/海藻酸鈉膜，即構(gòu)筑第一網(wǎng)絡(luò)；

步驟2，將異丙基丙烯酰胺/海藻酸鈉膜浸泡在硫酸鋯溶液中，最終得到高強(qiáng)度互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠膜。

本發(fā)明的特征還在于，

步驟1具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1.1，配制濃度為23～50mg/ml的海藻酸鈉水溶液，用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢?0～20分鐘，待其完全溶解后靜置10～20分鐘備用；