[发明专利]一种基于脲胺的高模量超分子聚合物水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型高模量超分子聚合物水凝胶及其制备方法，首先采用脲胺盐酸盐与丙烯酰氯反应制备丙烯酰基脲胺(NASC)单体，然后配置较高浓度的NASC溶液，在紫外交联仪中引发聚合制备成凝胶，将此凝胶进行泡水，泡水平衡之后便可获得高模量超分子聚合物水凝胶，这种制备高模量水凝胶的方法操作简单，经济实惠，是一种简单实用的方法。

技术领域

本发明涉及一种基于脲胺的高模量超分子聚合物水凝胶(PNASC)及其制备方法，更具体地说，涉及一种以丙烯酰基脲胺(NASC)为单体制备的新型高模量水凝胶(PNASC)及其制备方法，为高模量水凝胶的制备提供了一种新的简单普适的方法。

背景技术

水凝胶是一种含有大量水的三维网络结构，由于其良好的生物相容性和较高的含水量，其在生物医用领域有着广泛的应用，但是水凝胶的多孔结构导致凝胶的力学性能较差，尤其是水凝胶的模量较低，这极大限制了水凝胶在生物承载组织中的应用。目前，高模量水凝胶的研究已经取得了一定的进展，其中利用高分子的取向结构来提高凝胶的模量已经获得了突破性进展，这种方法使水凝胶单方向上的杨氏模量可以达到上百兆帕；酶矿化水凝胶的模量同样可以达到上百兆帕，近年来，甲基丙烯酸在制备高模量水凝胶上得到了发展，利用甲基丙烯酸中甲基的疏水作用形成疏水微区可以提高凝胶的模量，同时甲基的疏水微区还可保护氢键免遭破坏，因此可以通过疏水缔合作用和氢键作用相互协同来提高凝胶的模量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种只以丙烯酰基脲胺(NASC)为单体的基于脲胺的新型高模量超分子聚合物水凝胶(PNASC)。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

本发明的一种基于脲胺的高模量超分子聚合物水凝胶(PNASC)及其制备方法，按照下述步骤进行：

将丙烯酰基脲胺(NASC)单体在水和二甲基亚砜的混合溶剂中充分溶解，加入光引发剂，在紫外光辐照下由光引发剂引发丙烯酰基脲胺的碳碳双键进行自由基聚合。

所述丙烯酰基脲胺单体的固含量为10-20％，优选15-20％，即丙烯酰基脲胺单体的质量/(水的质量+二甲基亚砜的质量)。

所述水和二甲基亚砜的体积比为(3-5):(7-5)，优选3:7。

所述光引发剂的用量为丙烯酰基脲胺单体质量的1-2％；所述光引发剂为IRGACURE1173。

所述反应体系紫外辐照引发聚合40-60min制备成水凝胶，然后将水凝胶浸泡在水中10-15天；所述水凝胶的含水量为45-70wt％，优选50-60wt％。

本发明所述的丙烯酰基脲胺(NASC)单体具有如下所示的分子结构：

现有技术中存在本课题组设计的丙烯酰基甘氨酰胺(NAGA)结构，具有双氢键结构，这种结构在凝胶强度和稳定性的提高上具有重要的作用，但是其模量相对较低。基于这个缺陷，本课题组设计将NAGA中的亚甲基替换成-NH-，增加氢键供体，能够提高氢键的密度，从而提高凝胶的模量，因此本课题组设计了一种新型单体结构，丙烯酰基脲胺(NASC)结构，这种结构由一个酰胺键和一个脲基组成，通过简单的光引发便可制备出高模量水凝胶，为高模量水凝胶的制备提供了一种新的简单方法。

本发明的有益效果是：相比较于现有技术，本发明提供了一种新型的高模量超分子聚合物水凝胶，这种水凝胶为一种新型水凝胶，为高模量水凝胶的制备提供了一种简单普适的方法。

附图说明

附图1是本发明的NASC的核磁图。

附图2为本发明PNASC水凝胶的拉伸曲线图。

附图3为本发明PNASC水凝胶的含水量柱状图。

具体实施方式