[發明專利]一種電致黏附水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 202110825998.9
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113583257B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 袁叢輝;梁芷暄;戴李宗;楊羽歆;唐振斌;吳晨至;許一婷;曾碧榕;陳國榮;羅偉昂
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08F261/04;C08F220/56;C08F222/38;C08F220/36;C08L51/00;C08K3/38;C07C221/00;C07C225/16
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;姜謐

本發明介紹了一種電致黏附水凝膠及其制備方法，由如下質量百分比的原料組分制成：PVA5?10wt％、QCA 5?7.5wt％、AM 10?15wt％、MBA0?8wt％、PI29591?3wt％、H₃BO₃4?8wt％、KOH 1?2wt％，余量為水。本發明通過季銨化反應制備了一種水溶性鄰苯二酚單體2?(3,4?二羥基苯基)?N?(2?(甲基丙烯酰氧)乙基)?N,N?二甲基?2?氧代乙醇?1?氯化銨，在聚乙烯醇存在下，與丙烯酰胺自由基共聚得到鄰苯二酚基聚合物，再加入硼酸作為交聯劑，形成硼酸酯鍵交聯獲得水凝膠，由于通電過程鄰苯二酚基團在水凝膠表面的顯現和隱藏，使凝膠獲得電致可逆黏附性。

技術領域

本發明屬于功能聚合物技術領域，具體涉及一種電致黏附水凝膠及其制備方法。

背景技術

高分子水凝膠是一種由親水性聚合物通過物理或化學交聯形成的新型功能高分子材料。由于其良好的生物相容性，水凝膠可以被應用到許多領域，如在醫學領域用于藥物緩釋、組織工程支架材料，以及食品、通訊、環境保護等眾多領域。傳統水凝膠力學性能差，交聯作用破壞后無法修復等特點限制了水凝膠的應用。

現有技術中，酰腙鍵、亞胺鍵、硼酸酯鍵等多種可逆化學鍵可被引入水凝膠中以獲得化學型自修復水凝膠。硼酸酯鍵存在于某些二醇和硼酸基團之間，硼酸基團在一定條件下能與順式二醇分子(如聚乙烯醇)反應形成復合物，基于硼酸酯鍵的動態性質，使水凝膠具有自我修復能力。

鄰苯二酚基團可與異物表面形成非共價、共價作用，從而使水凝膠對各種異物表面都具有堅韌耐久的粘附力。最近，Zhao等人[Xiaodan Zhao,Dandan Pei,et al.GreenTea Derivative Driven Smart Hydrogels with Desired Functions for ChronicDiabetic Wound Treatment[J].Advanced Functional Materials,2021.]將含鄰苯二酚基團的表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯(EGCG)與3-丙烯酰胺基苯基硼酸(APBA)絡合，與丙烯酰胺共聚得到智能水凝膠敷料。所得水凝膠具有足夠的機械性能、自愈合能力和組織粘附性。Gan等人[Donglin Gan,Tao Shuai,et al.Mussel-Inspired Redox-Active andHydrophilic Conductive Polymer Nanoparticles for Adhesive HydrogelBioelectronics[J].Nano-Micro Letters,2020.]將含鄰苯二酚的磺化木質素摻雜到不同的導電聚合物中，形成具有親水性、導電性和氧化還原活性的導電聚合物/磺化木質素納米粒子。這種復合納米粒子作為納米填料與丙烯酰胺復合來制備具有長期粘附性的導電水凝膠。盡管含鄰苯二酚基團的水凝膠在皮膚黏附上已經取得了不少的成就，但是實現水凝膠本身對于皮膚的可逆黏附和脫黏附還是一個很大的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種電致黏附水凝膠。

本發明的另一目的在于提供上述電致黏附水凝膠的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種電致黏附水凝膠，由如下質量百分比的原料組分制成：

在本發明的一個優選實施方案中，所述PVA、QCA和AM的質量比為4-5:2.5-3.4:5.5-7.4。

進一步優選的，所述PVA、QCA和AM的質量比為4.5:3:6。

在本發明的一個優選實施方案中，所述PI2959的含量為1.5-3wt％。

在本發明的一個優選實施方案中，所述聚乙烯醇的平均分子量為70000-80000。

在本發明的一個優選實施方案中，所述QCA的合成路線為：