[发明专利]一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)室温及氮气或惰性气体保护下，将对醛基苯甲酸、4-二甲氨基吡啶和二环己基碳二亚胺加入到壳聚糖溶液中，反应，纯化，干燥，透析，得到醛基化壳聚糖；

(2)将醛基化壳聚糖分散于水中，然后加入到羧甲基壳聚糖或海藻酸钠溶液中，混合均匀，得到醛基化壳聚糖混合溶液；

(3)在搅拌状态下，将纳米和/或微米铜悬浊液或氯金酸溶液加入到醛基化壳聚糖混合溶液中，继续搅拌，静置成凝胶状态，凝固后，得到天然高分子基超分子自愈合水凝胶；

步骤(3)中，羧甲基壳聚糖、醛基化壳聚糖和纳米和/或微米铜或氯金酸的质量比为(5～200):(1～30)：(2～16)；

步骤(2)所述醛基化壳聚糖与海藻酸钠的质量比为(0.2～1.5)：(1～10)。

2.根据权利要求1所述一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述对醛基苯甲酸、4-二甲氨基吡啶和二环己基碳二亚胺依次加入到壳聚糖溶液中；

步骤(1)所述对醛基苯甲酸、4-二甲氨基吡啶和二环己基碳二亚胺和壳聚糖的质量比为(450.39～900.75)：(1.22～12.2)：(0.21～20.6)：1000；步骤(2)所述醛基化壳聚糖与羧甲基壳聚糖的质量比为(0.2～1.5)：(1～10)。

3.根据权利要求1或2所述一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的时间为12～36h；步骤(3)所述静置的时间为6～36h。

4.根据权利要求3所述一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述壳聚糖的分子量为1000～5000；步骤(3)所述纳米和/或微米铜悬浊液中铜的粒径为1nm～500um；步骤(3)所述纳米铜悬浊液中纳米铜来源于碳载铜和纳米铜粉中的至少一种；所述微米铜悬浊液中微米铜来源于碳载铜和微米铜粉中的至少一种。

5.根据权利要求3所述一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述壳聚糖溶液中，壳聚糖和溶剂的比例为(0.6～4.8)g：(5～40)ml；步骤(2)所述醛基化壳聚糖与水的比例为0.06g：(1～10)ml；步骤(2)所述羧甲基壳聚糖或海藻酸钠溶液的溶剂为水，羧甲基壳聚糖或海藻酸钠与水的比例为(0.1～1)g：(10～40)ml。

6.根据权利要求3所述一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述纳米和/或微米铜悬浊液中铜与水的比例为2～8mg/ml；所述氯金酸溶液中氯金酸与水的比例为0.17～7mg/ml；步骤(3)所述纳米和/或微米铜悬浊液或氯金酸溶液与醛基化壳聚糖混合溶液的体积比为2：(5～20)。

7.根据权利要求3所述一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌混合均匀的转速为800～1200rpm，时间为1～3h；步骤(3)所述搅拌的转速为500～1200rpm，所述继续搅拌的时间为5～24h。

8.根据权利要求3所述一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述壳聚糖溶液的溶剂为二氯甲烷、吡啶、二甲基亚砜、四氢呋喃和二甲基甲酰胺中的至少一种；步骤(1)所述纯化的方法为：将水加入到步骤(1)的反应产物中使产物沉淀，过滤，然后水洗多次；步骤(1)所述透析的方法为：采用分子量为1000的透析袋将反应产物在水中透析3天，得到醛基化壳聚糖；步骤(2)所述醛基化壳聚糖通过超声分散于水中，超声时间为10～30min。

9.权利要求1～8任一项所述方法制得的一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶。