[發明專利]一種可降解的纖維素接枝丙烯酸基高吸水性水凝膠及其制法

在審

• 申請號: 202011483434.3
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112592431A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 陳鳳春
• 申請（專利權）人: 陳鳳春
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/06;C08F220/56;C08F222/38;C08J3/075
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本發明涉及水凝膠技術領域，且公開了一種可降解的纖維素接枝丙烯酸基高吸水性水凝膠，以2?(十二烷基三硫代碳酸酯基)?2?甲基丙酸作為RAFT試劑，在4?二甲氨基吡啶和二異丙基碳二亞胺的活化作用下，與羥丙基甲基纖維素反應，得到纖維素基RAFT大分子引發劑，在辣根過氧化物酶?乙酰丙酮?過氧化氫的催化引發體系中，纖維素基RAFT大分子引發劑引發丙烯酸納、丙烯酰胺和N,N?亞甲基雙丙烯酰胺在纖維素基體上進行可逆加成?斷裂鏈轉移原位聚合，得到以羥丙基纖維素為骨架的丙烯酸基水凝膠，具有獨特的三維網絡結構和豐富的孔隙結構，以及優異的親水性和吸水性，表現出優異的吸水性能和生物降解性能。

技術領域

本發明涉及水凝膠技術領域，具體為一種可降解的纖維素接枝丙烯酸基高吸水性水凝膠及其制法。

背景技術

傳統的自由基聚合過程中的自由基濃度較高，容易導致自由基發生終止反應，導致聚合反應不可控，而可逆加成-斷裂鏈轉移聚合RAFT是一種活性可控自由基聚合方法，通過增長自由基和鏈轉移劑之間進行退化轉移，以此降低自由基的濃度，實現活性自由基聚合，通常以雙硫酯衍生物作為鏈轉移試劑，該聚合方法具有單體范圍廣、分子設計能力強、綠色高效等優點，是一種高效的有機聚合物聚合方法。

丙烯酸基水凝膠是以丙烯酸、丙烯酰胺等單體通過交聯劑作用下，聚合得到的具有三維網絡的結構凝膠，具有良好的吸水性和保水性，丙烯酸基水凝膠在水中迅速溶脹，并且在溶脹狀態可以保持大量的水而不溶解，丙烯酸基水凝膠在干旱地區的抗旱、農用薄膜、化妝品中面膜、結露防止劑、石油化工堵水調劑、醫療藥物載體等方面具有重要的應用，但是傳統的丙烯酸基水凝膠的吸水性能有限，并且丙烯酸基水凝膠為化學合成水凝膠，很難被生物降解，會對環境造成污染。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種可降解的纖維素接枝丙烯酸基高吸水性水凝膠及其制法，具有優異的吸水性和良好的生物降解特性。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種可降解的纖維素接枝丙烯酸基高吸水性水凝膠，所述可降解的纖維素接枝丙烯酸基高吸水性水凝膠制備方法如下：

(1)向反應瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶劑、羥丙基甲基纖維素和RAFT試劑，攪拌均勻后加入催化劑和縮合劑，在室溫下勻速攪拌活化反應36-72h。

(2)將步驟(1)的反應溶液真空干燥除去溶劑，固體產物使用乙醚離心洗滌后，置于透析袋中進行透析純化，制備得到纖維素基RAFT大分子引發劑。

(3)將反應瓶置于氣氛反應裝置中，在氮氣氛圍中加入蒸餾水溶劑和纖維素基RAFT大分子引發劑，攪拌溶解后加入丙烯酸納、丙烯酰胺、辣根過氧化物酶、乙酰丙酮，攪拌均勻后加入緩慢滴加過氧化氫水溶液，勻速攪拌反應30-60min，再加入交聯劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續反應5-10h。

(4)將步驟(3)的反應溶液離心分離除去溶劑，使用蒸餾水和丙酮洗滌，置于透析袋中進行透析純化，制備得到可降解的纖維素接枝丙烯酸基高吸水性水凝膠。

優選的，所述步驟(1)中的RAFT試劑為2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸，催化劑為4-二甲氨基吡啶，縮合劑為二異丙基碳二亞胺，羥丙基甲基纖維素、2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、4-二甲氨基吡啶和二異丙基碳二亞胺的質量比為100:4-8:10-20:25-50。

優選的，步驟(3)中的氣氛反應裝置包括水浴槽，水浴槽兩側固定連接有加熱片，水浴槽底部固定連接有底座，底座上方設置有反應瓶，水浴槽上方固定連接有通氣管，通氣管兩側活動連接有調節閥，調節閥活動連接有上移螺桿和下移螺桿，上移螺桿活動連接有上卡槽，下移螺桿活動連接有下卡槽，通氣管固定連接有氣泵。