[发明专利]基于超两亲分子的多重响应性离子凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于超两亲分子的多重响应性离子凝胶及其制备方法。该制备方法是在偶氮二异丁腈的引发下通过可逆断裂链加成法制备了中间链段为聚乙二醇，两端为异丙基丙烯酰胺和丙烯酸叔丁酯共聚物的ABA型三嵌段共聚物，在三氟乙酸的作用下使聚合物上的丙烯酸叔丁酯链段水解成丙烯酸链段，将水解后的聚合物溶解在水中并调其pH，并加入烷基三甲基溴化铵进行复合制得超两亲分子。通过调节聚合物上异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的数目，调节超两亲分子的亲疏水性，制得了透明均一的离子凝胶。本发明所制得的离子凝胶能在pH、阴阳离子计量比、盐浓度和温度下都具有明显响应行为，为多重响应性离子凝胶的制备提供了新的方法。

技术领域

本发明主要涉及一种离子凝胶的制备，特别是基于超两亲分子的具有多重响应性的离子凝胶及其制备方法。

技术背景

至今为止人们对表面活性剂的自组装已经做了许多研究，发现它可以组装成胶束和囊泡等结构，表面活性剂在水溶液里会发生电离，使其亲水头基带有某种电荷，若在水溶液在加入带与其亲水头基相反电荷的聚电解质，则在静电相互作用和疏水相互作用下，正负电荷相互吸引，表面活性剂会与聚电解质相互复合形成超两亲分子，并组装成各种形状的聚集体。而这种聚集体，往往由于其临界胶束浓度很小，在浓度很低时，这种表面活性剂与聚电解质的复合物就会从水溶液里沉淀出来，形成固态的复合物而不能稳定存在于水溶液里。因此传统的表面活性剂与聚电解质复合物自组装的研究受到了较大限制，为了获得均相的水溶性表面活性剂与聚电解质复合物，人们需要提高这种复合物在水溶液中的亲水性。

鉴于上述问题，通过各种聚合方法在聚电解质分子中引进亲水链段成了较常用的方法，常用的亲水链段有聚乙二醇和聚氧乙烯等。通过亲水链段在水中的溶解性，能极大地增大超两亲分子在水溶液中的溶解度。通过调节亲水链段与疏水链段的比例，可调控超两亲分子在水溶液中的溶解度，超两亲分子亲水性太大时，它会完全溶解在水中，当其疏水性太大时又会在水溶液中析出，出现宏观相分离。只有当亲水链段与疏水链段的比例控制在一个合适的范围内时，才能使超两亲分子形成透明且均一的离子凝胶。这种由聚电解质复合表面活性剂制得的超两亲分子所形成的离子凝胶在渗透汽化过程中作为膜分离技术有很高的分离效率。由于聚电解质复合物凝胶在结构与性能上与生物大分子存在许多相似性，如表面电荷、亲疏水性、小分子物质的选择输运等,因而这类聚电解质复合物在生物医用材料方面有着巨大的应用前景,如选择性渗透膜、生物相容性材料、药物控释体系、生物药物和酶载体等，由于超两亲分子链间交缠具有丰富的微观网络结构，本身又具有很高的电导率和特殊的柔性，在制动器和有机薄膜晶体管及柔性材料等方面也有很大应用前景。

现有的均相水溶性表面活性剂与聚电解质复合物都是完全溶解在水中，不能形成凝胶。现有制备响应性离子凝胶的方法不是基于超两亲分子的，而是完全通过合成制备的高聚物，这些高聚物一般不溶于水，需要其他助溶剂如四氢呋喃等使其溶解后再蒸发掉助溶剂然后使其溶在离子液体里。因此合成过程和制备方法是比较复杂的，且离子液体造价很高，不适合大量使用。本实验制备的嵌段聚合物是能完全溶解在水中的，发生复合的场所也完全在水溶液里。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子凝胶及其制备方法，这种离子凝胶是基于超两亲分子并具有 pH、阴阳离子计量比、盐浓度和温度等多重响应的离子凝胶。