[发明专利]一种互穿网络结构的智能响应型水凝胶制备方法

摘要

本发明公开了一种互穿网络结构的智能响应型水凝胶的制备方法，属于功能材料和高分子材料技术领域。本发明以聚丙烯酰胺和苯硼酸修饰的海藻酸钠为水凝胶的高分子组成成分，先以氨基‑羧基缩合反应合成出苯硼酸修饰的海藻酸钠，再将丙烯酰胺预聚液与苯硼酸修饰的海藻酸钠溶解于去离子水中，通过自由基聚合反应在加热条件下聚合，得到原始互穿网络结构的智能响应型水凝胶。此外，本发明还基于海藻酸基团与多价阳离子的配位络合作用、苯硼酸基团在碱性条件下与二醇结构的可逆结合作用以及两者的结合分别制得多价阳离子、碱性和多价阳离子‑碱性双重处理的智能响应型水凝胶。本发明实现了水凝胶的高拉伸性能及多功能性兼容，利于扩展水凝胶的应用范围。

主权项

1.一种互穿网络结构的智能响应型水凝胶制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将一定量的海藻酸钠固体完全溶解于去离子水中，依次加入1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐EDC·HCl和3‑氨基苯硼酸混合，其中，EDC·HCl与海藻酸钠的摩尔比为0.5～3，3‑氨基苯硼酸与海藻酸钠的摩尔比为0.5～3；将该混合物在室温下磁力搅拌反应12～24h后得到的混合溶液转移到透析袋中透析2～7天，每天更换去离子水；将透析后的溶液经过冷冻干燥处理后，得到苯硼酸修饰的海藻酸钠固体；(2)将丙烯酰胺单体和苯硼酸修饰的海藻酸钠固体按质量比10:1～6:1的比例混合，溶解于去离子水中，其中丙烯酰胺单体和苯硼酸修饰的海藻酸钠固体的总质量与去离子水体积的比例为5～20wt％；溶解完成后，分别加入丙烯酰胺聚合所需的交联剂N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵和加速剂N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺，交联剂、引发剂和加速剂的加入量相对于丙烯酰胺单体的摩尔比分别为0.01～1％、0.01～1％和0.01～1％；将混合溶液搅拌均匀后转移到固定形状的密闭玻璃模具中，放入40～70℃烘箱中加热3～24h使丙烯酰胺单体聚合形成聚丙烯酰胺；去除玻璃模具后，得到原始互穿网络结构的智能响应型水凝胶。