[发明专利]低温光聚合制备壳聚糖类水凝胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温环境下光聚合制备壳聚糖类水凝胶材料的方法。

背景技术

绝大多数光固化反应都是在室温下进行的，这也是光固化的优点之一。在光聚合的过程中，由于反应是放热过程会放出大量的热。聚合体系又是热的不良导体，在较厚的聚合体系中，热量很难迅速释放出去，这样势必会影响里面分子的运动，从而最终影响物质的性能。假如固化的膜层与绝缘材料相接触（如泡沫塑料或惰性气体），样品中的温度会升高，对于普通的单体绝热温度升高可以很容易的超过200℃。温度升高影响聚合的动力学和固化膜的黏度。如果固化膜与热传导性的材料相接触，如金属，热会传导到底层，温度梯度会在内部和样品表面升高。

壳聚糖本身的研究比较多，很多改性研究也是主要集中于改善其溶解性，制备可光聚合壳聚糖衍生物的报道较少。Guiping Ma等人（Carbohydr.Polym.,2009(75):390-394）报道了壳聚糖和硬脂酰氯在三乙胺及丙酮混合溶液中反应制备了可光聚合壳聚糖衍生物。而将低温光聚合应用到制备壳聚糖水凝胶，到目前为止，相关的文献比较少；更无（超）低温聚合动力学及高分子性能研究的报道。

发明内容

针对常温光聚合会导致体系热缩现象比较明显，且聚合产生的热量对一些生物材料有不好的影响。本发明采用低温光聚合制备壳聚糖类水凝胶材料。该方法操作过程条件温和、易于控制、步骤简单，成本低廉。

（1）将含有丙烯酸酯的改性壳聚糖用溶剂溶解，溶剂包括包括水、乙醇、丙酮、甲醇、乙腈、氯仿、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃、丙醇、丁醇、二氯甲烷、甲苯、二乙醚、丙醚、庚烷、环戊烷、环己烷、石油醚、甲酸、乙酸，所占改性壳聚糖质量比重的10%-500%，优选50%-200%

（2）将环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸树脂中的一种或两种复配物中加入到相应的溶剂，其中包括水、乙醇、丙酮、甲醇、乙腈、氯仿、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃、丙醇、丁醇、二氯甲烷、甲苯、二乙醚、丙醚、庚烷、环戊烷、环己烷、石油醚，所占丙烯酸树脂质量比重的10%-500%，优选50%-200%。然后加入丙烯酸树脂质量比重的0.1%-5%的光引发剂，优选0.5%-4%。包括光引发剂BP、651、907、ITX、1173、184、2959、369、TPO、819、CQ、784中的一种。

（3）将溶解后的壳聚糖和（2）中混合好的丙烯酸树脂按比例1:1~5，注入到透光的密闭模具中，放入到低温槽中用UV光源照射，温度范围为-5℃~-80℃，优选-5℃~-40℃。光照时间为5分钟~20分钟。将光照后的聚合物从模具中取出，放入到冷冻干燥机冻干备用。

与现有技术相比，本发明方法具有以下优点：

1、此方法可以在较低的温度范围内获得壳聚糖类水凝胶材料；

2、此方法对设备要求低，收集装置、后处理工序简单，降低了成本；

3、此方法获得的材料收缩较小，可以应用于很多对高温要求严格的体系。

附图说明

图1是以HEMA为主体树脂，水为溶剂，含量为树脂质量的20%，0℃条件下制备的水凝胶图。

图2是以HEMA为主体树脂，丙酮为溶剂，含量为树脂质量的100%，-40℃条件下制备的水凝胶图。

具体实施方式

实施例1：

（1）将改性后壳聚糖溶于水中，浓度为10%。

（2）将2（2-乙氧基乙氧基）乙基丙烯酸酯为主体树脂，溶剂为乙醇，所占丙烯酸树脂质量比重的10%，然后加入丙烯酸树脂质量比重的0.1%的光引发剂1173。

（3）将上述两种溶液按质量比1:1混合均匀后，将其注入到透光的密闭模具中，放入到低温槽中用UV光源照射，温度范围为-40℃。光照时间为20分钟。将光照后的聚合物从模具中取出，放入到冷冻干燥机冻干备用。

实施例2：

（1）将改性后壳聚糖溶于乙酸中，浓度为50%。

（2）将1.6-己二醇二丙烯酸酯为主体树脂，溶剂为四氢呋喃，所占丙烯酸树脂质量比重的100%，然后加入丙烯酸树脂质量比重的0.5%的光引发剂TPO。

（3）将上述两种溶液按质量比1:2混合均匀后，将其注入到透光的密闭模具中，放入到低温槽中用UV光源照射，温度范围为-20℃。光照时间为10分钟。将光照后的聚合物从模具中取出，放入到冷冻干燥机冻干备用。

实施例3：

（1）将改性后壳聚糖溶于环己烷中，浓度为200%。