[发明专利]基于聚合物纳米微球氢键交联的纳米复合水凝胶的制备方法

摘要

本发明涉及一种基于聚合物纳米微球氢键交联的纳米复合水凝胶的制备方法，采用分散聚合制备单分散的聚合物纳米微球，用富含羟基的N‑甲基‑D‑葡糖胺对其表面进行亲水化改性，利用改性后纳米微球表面的羟基与水凝胶分子链之间形成的氢键作用来提高水凝胶的交联密度，进而改善水凝胶的力学性能，同时聚合物微球本身的韧性对改善水凝胶的力学性能也有贡献。尤其是在步骤1的反应采用两段进行，使得合成过程微球收率85％，微球粒径500nm左右。本发明通过自由基聚合制备纳米复合水凝胶，利用聚合物纳米微球本身的韧性和纳米微球与水凝胶形成的氢键作用来共同提高水凝胶的力学性能，为水凝胶中交联聚合物纳米微球制备复合水凝胶提供了新思路。

主权项

1.一种基于聚合物纳米微球氢键交联的纳米复合水凝胶的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、制备聚合物微球：将6g～25g单体甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA、0.1g～0.4g引发剂过氧化苯甲酰BPO、1g～5g分散剂聚乙烯吡咯烷酮PVP溶于160mL无水乙醇中形成均相溶液，加入三口烧瓶中，接好回流冷凝装置，于60℃水浴锅中150rpm搅拌反应后，用恒压分液漏斗滴加交联剂二乙烯基苯DVB溶液，继续150rpm搅拌反应后冷却至室温，反应产物用无水乙醇和去离子水分别洗涤、离心多次，得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯PGMA纳米微球；所述交联剂DVB溶液为0.15g～0.4g的DVB溶于40mL无水乙醇；步骤2、PGMA纳米微球亲水化改性：将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯PGMA纳米微球超声分散于100mL去离子水中，制成质量分数为5％～20％的悬浮液，加入5g～20g改性剂N‑甲基‑D‑葡萄糖胺，搅拌后置于80℃水浴锅中反应24h；反应结束后冷却至室温反应产物用去离子水洗涤、离心多次，得到改性PGMA纳米微球；步骤3、水凝胶聚合成型：将0.5g～5g改性PGMA纳米微球超声分散在70mL去离子水中，制成微球悬浮液；加入5g～15g水凝胶单体丙烯酰胺、0.1％～0.4％交联剂N,N‑亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀后，冰水浴条件下引入引发剂过二硫酸铵水溶液，补加水至总质量为100g，得到水凝胶前驱体溶液；将水凝胶前驱体溶液转入模具中，40℃烘箱中自由基聚合成型；所述加入引发剂过二硫酸铵水溶液时加入量为APS为AM质量的2％；上述所有物质的加入量为制备一份水凝胶前驱体溶液的加入量。