[發明專利]一種基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 202110088686.4
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112940283B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 侯昭升;劉正琦;滕金偉;徐鈞;郝甜甜;鄒超
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08G18/83;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08L75/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

1.一種基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述方法步驟如下：

將聚乙二醇、含醛基的雙端二羥基化合物及催化劑溶解在溶劑中，攪拌均勻，加入二異氰酸酯，反應得到側鏈含醛基的聚合物溶液；

將側鏈含醛基的聚合物溶液降溫后加入三嗪三酰肼的DMF溶液，攪拌均勻后室溫下靜置反應，得到基于酰腙鍵的自修復聚合物凝膠；將制備的基于酰腙鍵的自修復聚合物凝膠在去離子水中浸泡，定期換水，即得基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠；

所述聚乙二醇的分子量范圍為8000-30000 g/mol；

聚乙二醇與含醛基的雙端二羥基化合物的摩爾量之比為1:1-1:1.25；

三嗪三酰肼與側鏈含醛基的聚合物中側鏈醛基的摩爾量之比為1:1；

三嗪三酰肼的DMF溶液中三嗪三酰肼的質量濃度為5~15%；

所述側鏈含醛基的聚合物BA-PU結構式如式（I）所示：

（I）；

其中，R1選自：—(CH2)₄—、—(CH2)₆—、； R2選自：、、，n=157-270，m=9-23。

2.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述側鏈含醛基的聚合物的制備方法如下：

將聚乙二醇、含醛基的雙端二羥基化合物及催化劑溶解在溶劑中，攪拌均勻，加入二異氰酸酯，機械攪拌下，升溫反應，即得側鏈含醛基的聚合物BA-PU溶液，側鏈含醛基的聚合物BA-PU的重均分子量為7.5×10⁴-7.0×10⁵g/mol。

3.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述含醛基的雙端二羥基化合物選自：2,3-二羥基丙醛，2,4-二羥基苯甲醛、4-溴-2,3-二羥基苯甲醛或3,5-二羥基苯甲醛。

4.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述含醛基的雙端二羥基化合物為2,3-二羥基丙醛。

5.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述催化劑為二月桂酸二丁錫或辛酸亞錫。

6.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，催化劑的加入量為聚乙二醇、含醛基的雙端二羥基化合物和二異氰酸酯的總質量的0.1-1%。

7.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。

8.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺。

9.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述二異氰酸酯為脂肪族二異氰酸酯和芳香族二異氰酸酯中的一種。

10.如權利要求8所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯。

11.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，二異氰酸酯的摩爾量與聚乙二醇和含醛基的雙端二羥基化合物的摩爾量之和的摩爾比為1:1。

12.如權利要求1所述的基于酰腙鍵的自修復聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，聚乙二醇和含醛基的雙端二羥基化合物的混合物與二異氰酸酯的反應終點，通過FT-IR檢測-NCO在2250-2285 cm^-1處峰消失。