[发明专利]聚天冬氨酸/聚丙烯酸共聚物互穿网络水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明与一种聚天冬氨酸类水凝胶及其制备方法有关，尤其是一种由可生物降解的交联聚天冬氨酸和聚丙烯酸（盐）共聚物通过其网络的相互贯穿缠结而形成的多相连续的水凝胶及其制备方法。

背景技术

高分子功能型水凝胶的应用引起人们越来越广泛的关注，尤其是它的特殊性能，随外界环境的微小变化，如温度、pH值、光、磁、声、力等，自身的结构、物理性质和化学性质发生可逆突跃性变化。正是由于这类高分子水凝胶的环境敏感性，使之在众多领域中得以应用，如：生物医药、土壤改良、水处理及物料分离，物料分离如药物控制释放体系、记忆元件开关、人造肌肉、化学存储器、物料分离等领域。随着对高分子材料功能要求的日益提高以及研究的深入,单一网络结构的聚合物材料已经不能满足人们的需求，发展同时具有多种优良性能，如：耐盐性、生物相容性、多重响应性等功能的智能凝胶已成为这一领域的重要方向。

公开号为CN101864081A的专利公开了“一种制备聚天冬氨酸类水凝胶的方法”，制备过程是以聚琥珀酰亚胺为原料，在温度为-10～50℃的条件下，用非均相悬浮交联法在聚琥珀酰亚胺的悬乳液中加入交联剂和水解用碱混合物，交联和水解同时进行，反应产物经干燥处理，即得聚天冬氨酸水凝胶。

公开号为CN101967208A的专利公开了“一种丙烯酸高吸水性树脂的制备方法”，通过溶液聚合得到中、低分子量丙烯酸树脂，然后用尿素、硫脲和L酒石酸素的一种或两种以上的混合进行交联改性，获得丙烯酸高吸水树脂。

公开号为CN102153693 A的专利公开了“一种由含有丙烯酸和丙烯酸盐的丙烯酸单体溶液以及共聚单体制得的耐盐性丙烯酸吸水树脂及其制备方法”，在丙烯酸单体溶液中加入共聚单体、交联剂和引发剂进行聚合反应；将反应得到的凝胶树脂洗涤、干燥、粉碎；将表面交联溶液均匀喷洒到粉碎后的树脂上，搅拌、交联，得到吸水树脂产品，由该方法制备的吸水树脂吸生理盐水的倍率最高达到130g/g。

公开号为CN101240052A的专利公开了“一种丙烯酸系半互穿网络复合型高吸水性树脂的制备方法”，将中和剂的水溶液在冰水浴中加于丙烯酸中，反应后加入丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟乙酯、甲醇、亲水性聚合物（聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮）水溶液和改性的有机化层状硅酸盐，超声震荡分散，加入引发剂及交联剂；取分散剂溶解于有机分散介质中后加入上述的混合液中，氮气保护下反应；加甲醇乙醇混合液，搅拌后再加有机化层状硅酸盐，室温下加入甲醇沉淀，过滤，再用甲醇洗涤，真空烘干后得最终产品。

上述现有技术所得吸水树脂虽然吸水倍率得以提高，但其综合性能有待进一步改善，尤其是耐盐性、可生物降解性、以及对pH、温度的敏感性，要使其在生物医药、土壤改良、水处理及物料分离等领域具有广泛的应用前景，迫切需要互穿网络技术以其独特的拓扑结构和协同作用成为聚合物改性的一种重要手段，为制备性能优异的高分子材料开拓新途径。

发明内容

本发明在现有技术的基础上，利用互穿网络技术，以提高聚天冬氨酸/聚丙烯酸共聚物的综合性能，尤其是在耐盐性和可生物降解性方面，得以进一步提高，并提供一种聚天冬氨酸/聚丙烯酸共聚物互穿网络水凝胶及其制备方法。           

基于上述目的，本发明采用一种聚天冬氨酸/聚丙烯酸共聚物互穿网络水凝胶及其制备方法的技术方案，其中，所述一种聚天冬氨酸/聚丙烯酸共聚物互穿网络水凝胶的组成及其含量按质量比为：丙烯酸：交联聚天冬氨酸等于1:3～3:1，丙烯酸：其它不饱和单体等于7:3～3:7。其中，所述其它不饱和单体是丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和烯丙基磺酸中的一种或多种。

本发明上述的一种聚天冬氨酸/聚丙烯酸共聚物互穿网络水凝胶的制备方法，其所述方法是采用分步法合成互穿网络，具体步骤如下：

(1)将聚琥珀酰亚胺溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，在45℃下，用质量分数为3%～6%的己二胺交联反应4～6小时，将其分散在乙醇和水混合溶液中，用2mol/L的氢氧化钠溶液水解直至pH值达到8～10，加入乙醇沉析、浸泡，直至产物变脆；在40～60℃下真空干燥5～8小时，研磨、过筛得到100～200目的交联聚天冬氨酸；

(2)丙烯酸的精制：在顶温为68.5～69℃，底温为72～74℃，真空度为0.1MPa时，减压蒸馏精制丙烯酸；