[发明专利]一种全多糖衍生物基超吸水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种全多糖衍生物基超吸水凝胶及其制备方法和应用，所述超吸水凝胶以两种天然多糖衍生物(羧甲基纤维素和琥珀酰壳聚糖)为基材，资源丰富，具有良好的生物相容性、可降解性和可持续性，且不会造成环境污染。该超吸水凝胶综合性能优异，除了具有显著的吸水和吸多种生理溶液性能，还具有突出的吸附、保水、再溶胀和pH敏感性能，可以重复多次使用。因此，该超吸水凝胶有望用于环保(废水处理等)、生物医用与个人卫生材料。

技术领域

本发明属于功能高分子和生物医用材料技术领域，具体涉及一种全多糖衍生物基超吸水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

现代日常生活中经常使用的不可降解高分子材料制品产生了大量的“白色污染”，已经造成了对生态环境的严重破坏。近年来，由于不可再生的石油资源日渐匮乏，以及大众环保意识的逐渐增强，生物质高分子的综合开发利用与产业化成为研发热点之一。相对基于石油产物的合成高分子，生物质高分子不仅具有储量丰富、可不断再生和成本低的优点，而且其无毒和可生物降解特性可以有效避免对环境造成污染。其中，天然多糖(NatrualPolysaccharide)是一种由单糖脱水聚合而成的多糖，是生物高分子物质的重要组成成分，其广泛存在于植物、动物和微生物中，种类繁多，最常见的天然多糖有纤维素、壳聚糖、海藻酸和淀粉等。天然多糖一般含有丰富的活性基团，如羟基、氨基和羧基等，可以进行各种功能化改性。因此，天然多糖基制品在生理卫生用品、包装材料和医药等众多领域具有广阔的应用前景。

超吸水凝胶为一种低交联密度且不溶于水的高分子聚合物。水凝胶的三维网络结构致使其具备很强的吸水能力，可以吸收数百至上千倍的水。其中，部分使用后的超吸水凝胶经过干燥后，其吸水性能可以一定程度的恢复，因此，可以反复循环使用。目前，超吸水凝胶常被应用于医药、卫生和农业等领域，但是很多超吸水凝胶全部或部分由合成高分子制备，因此，存在可降解性不足的问题，从而会对环境造成影响。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种具有突出的吸水、吸多种生理溶液、保水、再溶胀、pH敏感和吸附性能的全多糖衍生物基超吸水凝胶及其制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，一种全多糖衍生物基超吸水凝胶：其为下述方法所得产物；所述全多糖衍生物基超吸水凝胶是将琥珀酰壳聚糖加入NaOH溶液中，搅拌直至全部溶解；然后加入羧甲基纤维素，搅拌至羧甲基纤维素完全溶解；接着加入交联剂，快速搅拌使环氧氯丙烷充分混匀；加热反应，产物洗涤，除去未反应的小分子物质；干燥后即得。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的全多糖衍生物基超吸水凝胶进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述羧甲基纤维素与琥珀酰壳聚糖的质量比为5:5～9:1；所述NaOH溶液的浓度为30～100g·L-1；所述羧甲基纤维素的浓度为30～55g·L-1；所述交联剂为环氧氯丙烷；所述交联剂的质量为相对羧甲基纤维素和琥珀酰壳聚糖质量和的12％～180％；所述干燥方式为冷冻干燥或普通烘箱干燥，干燥温度低于70℃。

本发明还提供，一种全多糖衍生物基超吸水凝胶的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、将琥珀酰壳聚糖加入NaOH溶液中，搅拌直至全部溶解；

步骤二、向步骤一所得溶液中加入羧甲基纤维素，搅拌至羧甲基纤维素完全溶解；

步骤三、向步骤二所得溶液中加入交联剂，快速搅拌使环氧氯丙烷充分混匀；

步骤四、将步骤三所得混合溶液加热反应得到湿态超吸水凝胶；

步骤五、取步骤四制备得到的湿态超吸水凝胶，用去离子水洗涤，然后用乙醇洗涤，除去未反应的小分子物质；