[发明专利]一种可磁控驱动的负温敏性水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可磁控驱动的负温敏性水凝胶及其制备方法和应用。首先设计并合成了具有两亲性且具负温敏性的五嵌段共聚物，然后通过该嵌段共聚物的疏水自组装作用，将疏水性的磁性纳米颗粒包裹在其内部来制备这种可磁控驱动的负温敏性水凝胶。该方法所制备的磁性负温敏性水凝胶具有良好的热稳定性、优异的磁响应性、温敏性、导电性以及力学稳定性，可用作于磁控阀门、磁控电路开关以及阻尼装置。本发明制备方法高效通用，原料价廉易得，具有很强的实际应用前景。

技术领域

本发明涉及一种水凝胶及其制备方法和应用，尤其涉及一种可磁控驱动的负温敏性 水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

水凝胶是一种通过物理交联或化学交联而形成的、具有三维网络结构的亲水性高分 子聚合物，在水中可以溶胀但不溶解，可分为传统型和智能型水凝胶。其中智能型水凝胶可以对外界刺激，诸如光、温度、pH、磁场等做出反应，在生物医疗材料，生物质传 感器，污水处理等诸多领域得到广泛研究。

然而，目前越来越多的关注点聚焦于多重响应性水凝胶的制备，然而其应用较为局 限，大多集中在生物医学领域，为此探索智能型水凝胶在更多不同领域的应用显得尤为重要。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种具有良好的热稳定性、优异的磁响应性、温敏性、导电性以及较大的力学稳定性的可磁控驱动的负温敏性水凝胶；本发明的另一目的是提供所述可磁控驱动的负温敏性水凝胶的制备方法；本发明的另一目的是提供所述可磁控驱动的负温敏性水凝胶在磁控阀门、磁控电路开关和阻尼装置方面的应用。

技术方案：本发明所述的可磁控驱动的负温敏性水凝胶，其化学结构式为：

其中，m的取值为0～11中的任意值。

所述的可磁控驱动的负温敏性水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三亚甲基碳酸酯、泊洛沙姆F127、异辛酸亚锡加入微波反应器中，以本体 聚合的方式进行反应，降至室温后溶于有机溶剂中，再通过重沉淀法并经冷冻干燥后得 到两亲性五嵌段共聚物；

(2)将七水硫酸亚铁和九水硝酸铁溶于去离子水中，并在搅拌下依次加入氨水和油酸，反应后的反应混合物通过重沉淀法并经冷冻干燥得到磁性纳米颗粒；

(3)将上述五嵌段共聚物和磁性纳米颗粒分别溶于有机溶剂，在搅拌下将两溶液混合并加入去离子水，室温下搅拌过夜得到棕黑色粉末状产物；

(4)将上述棕黑色粉末状产物溶于去离子水中,其浓度范围为5wt.％～20wt.％，由 此可得到所述可磁控驱动的负温敏性水凝胶。

优选地，步骤(1)中，所述三亚甲基碳酸酯和泊洛沙姆F127的物质的量比为 10:1～30:1，所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃，重沉淀法中所用重沉淀溶剂为 乙醚或甲醇。

优选地，步骤(2)中，所述重沉淀使用的溶剂为无水乙醇。

优选地，步骤(3)中，所述五嵌段共聚物与磁性纳米粒子的质量比为10:1～20:1，所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿或四氢呋喃。

所述可磁控驱动的负温敏性水凝胶可应用于磁控阀门、磁控电路开关和阻尼装置方 面。