[发明专利]一种超分子共聚水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超分子共聚水凝胶及其制备方法，首先采用脲胺盐酸盐与丙烯酰氯制备丙烯酰基脲胺(NASC)单体，然后将此单体与丙烯酰胺(AAm)共聚，制备成一种泡水稳定，且具有较高拉伸强度的水凝胶，这种高强水凝胶的制备方法简单，高效，为高强水凝胶的制备提供了一种普适的方法。

技术领域

本发明涉及一种超分子共聚水凝胶及其制备方法，更具体地说，涉及一种以丙烯酰基脲胺(NASC)与丙烯酰胺(AAm)为单体共聚制备的新型高强PNASC-PAAm超分子共聚水凝胶及其制备方法。

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。

根据水凝胶交联方式的不同分为物理水凝胶和化学水凝胶，化学水凝胶是由化学键交联形成的水凝胶，由于化学键较高的稳定性，其形成的水凝胶具有良好的稳定性，但是由于化学交联水凝胶较脆，不利于凝胶的成形加工。物理水凝胶是由氢键等物理相互作用交联形成的水凝胶，由于物理相互作用相对于化学键，键能较低，稳定性较差，因此，其形成的水凝胶力学性能较差，但是由于其良好的可逆性能，物理交联水凝胶具有良好的可逆性，可以实现凝胶的可持续利用，并且物理水凝胶具有良好的韧性。丙烯酰胺水凝胶由于其较低的氢键密度，其泡水不稳定性极大的限制了其应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以丙烯酰基脲胺(NASC)与丙烯酰胺(AAm)为单体的新型高强PNASC-PAAm超分子共聚水凝胶。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

本发明的一种超分子共聚水凝胶及其制备方法，按照下述步骤进行：

将丙烯酰基脲胺(NASC)和丙烯酰胺(AAm)在水和二甲基亚砜的混合溶剂中充分溶解，丙烯酰基脲胺和丙烯酰胺的质量比为(1-5):1，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与丙烯酰胺的碳碳双键进行聚合。

所述丙烯酰基脲胺和丙烯酰胺的固含量为15-30％，优选20-30％，即(丙烯酰基脲胺的质量+丙烯酰胺的质量)/(水的质量+二甲基亚砜的质量)；所述丙烯酰基脲胺和丙烯酰胺的质量比优选为(2-3):1。

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和丙烯酰胺总质量的1-2％；所述光引发剂为IRGACURE 1173。

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。

本发明所述的丙烯酰基脲胺(NASC)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，此单体具有较高的氢键密度，用其与丙烯酰胺共聚制备具有泡水稳定性的高强超分子共聚水凝胶。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种超分子共聚水凝胶及其制备方法，这种水凝胶泡水稳定，且具有较高的拉伸强度，这种高强水凝胶的制备方法简单，高效，为高强水凝胶的制备提供了一种普适的方法。

附图说明

图1是本发明的NASC的核磁图。

图2为共聚水凝胶泡水胀缩图。

图3为PNASC-PAAm共聚凝胶的拉伸曲线。

具体实施方式