[发明专利]一种改性芳香族聚酰胺、具有两个临界温度的温敏性水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性芳香族聚酰胺、具有两个临界温度的温敏性水凝胶及其制备方法。本发明的改性芳香族聚酰胺的制备方法，将芳香族二胺、芳香族二羧酸、端基功能化聚醚溶于有机溶剂中，以氯化钙为催化剂，在100‑120℃、氮气氛围下搅拌反应，将产物溶液过滤，抽提，得到改性芳香族聚酰胺；其中，以质量份计，芳香族二胺90‑210份、芳香族二羧酸150‑270份、端基功能化聚醚0‑50份。由本发明的改性芳香族聚酰胺制得的具有两个临界温度的温敏性水凝胶，具有两个临界温度，可以检测和指示一个温度范围，是一种优异的智能型温敏开关材料。

技术领域

本发明涉及智能高分子材料技术领域，具体涉及一种改性芳香族聚酰胺、具有两个临界温度的温敏性水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是以水为分散介质的凝胶。水凝胶是一种具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基的交联聚合物，其亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀。因此水凝胶是因其高分子网络体系而性质柔软，且能保持一定的形状，能吸收大量的水。同时，水凝胶由于具有和人类组织高度的相似性，使得水凝胶在生物组织工程、仿制皮肤等领域具有重要的潜在应用价值。水凝胶的交联方法主要包括物理交联法和化学交联法。物理交联法主要是通过氢键、离子键、疏水作用力及分子间的相互缠绕作用完成的。物理方法制备的凝胶为非永久性的，可随着物理条件的变化而发生变化。化学方法通过接枝共聚和电离辐射交联等。

温敏性水凝胶是一类可响应周围温度变化而产生相应功能性改变的一类凝胶材料。多种天然或合成的高分子材料均可用于温敏性水凝胶的制备。天然高分子材料主要包括甲壳素/壳聚糖及其衍生物，羟甲基纤维素、胶原蛋白、透明质酸、明胶、海藻酸盐等，这些天然高分子材料具有一定的优势如在自然界储量丰富，容易获取，生物相容性好，具有一定的生物降解性能，且抗原性低，本身无毒等，然而天然高分子材料制备的水凝胶往往机械性能较差，成胶时间也较长。合成高分子材料主要包括聚丙烯酸类及其衍生物、聚丙烯酰胺类及其衍生物、聚乙烯醇、聚乙二醇等。合成高分子材料种类较多，而且可通过简单的物理和化学方法进行改性满足不同的需要，生产重复性较好并可进行大量生产。

温敏性水凝胶在智能温控开关上有着很大的应用前景。目前，大部分的温敏性水凝胶仅具有一个低温临界温度。即存在体积发生变化的最低临界转变温度，称为低温溶解温度，当周围温度低于低温溶解温度时，温敏性水凝胶呈现为流动的液态。然而在实际应用中，往往需要的是一个具有高低两个临界温度的智能响应材料，从而来检测和保证一个环境始终处在一个所需温度范围内。因此具有高低温两个临界温度水凝胶的制备是一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种改性芳香族聚酰胺、以及具有两个临界温度的温敏性水凝胶及其制备方法。

芳香族聚酰胺是一种重要的高分子材料。因其分子中含有大量对称的苯环、酰胺键，分子间作用力大，使得芳香族聚酰胺拥有极其优异的物理机械性能，并且在溶液中具有液晶行为。水溶性芳香族聚酰胺在水中可以溶解，而且它们分子之间存在大量氢键，所以可以通过调节芳香族聚酰胺在水中的浓度从而制备出水凝胶。基于此，本发明创造性的提出利用水溶性芳香族聚酰胺作为水凝胶前体，通过改性水溶性芳香族聚酰胺，制备出具有两个临界温度的水凝胶。

本发明的改性芳香族聚酰胺的制备方法，将芳香族二胺、芳香族二羧酸、端基功能化聚醚溶于有机溶剂中，以氯化钙为催化剂，在100-120℃、氮气氛围下搅拌反应，将产物溶液过滤，抽提，得到改性芳香族聚酰胺；

其中，以质量份计，芳香族二胺90-210份、芳香族二羧酸150-270份、端基功能化聚醚0-50份。

进一步地，在100-120℃、氮气氛围下搅拌反应10-12小时。

进一步地，将产物溶液倾倒在甲醇中，过滤，抽提，得到改性芳香族聚酰胺。