一种温敏水凝胶及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种温敏水凝胶及其制备方法，属于高分子材料【技术领域】，其中各组分的重量份组成为聚环氧乙烷30~60份、羟丙基丙烯酸酯1~10份、甲基纤维素1~5份、聚乙二醇20~25份，其制备方法是称取以上物质按上述比例溶于去离子水中配成质量分数为1~5%的溶液，搅拌2~3h后，在5~10min内升到40~45℃，保温1~2h，然后放置于0~5℃环境中，保温2h后，再放置于-5~-8℃环境中30~50min，恢复常温即得温敏水凝胶；该水凝胶具有良好的机械强度，分离效果好，温度敏感性高、溶胀比大、应用范围广，且操作简单，适于在工业上的大规模生产。
【专利说明】一种温敏水凝胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种温敏水凝胶及其制备方法，属于高分子材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]水凝胶(hydrogels)是一种亲水性但不溶于水的高分子聚合物。它们在水中可迅速溶胀至一平衡体积而仍能保持其形状和三维空间网络结构，并在一定的条件下脱水退溶胀，是一类集吸水、保水、缓释于一体并且发展迅速的功能高分子材料。因其独特的吸水、保水及仿生特性，水凝胶被广泛应用于工业、农业、医药和生物工程材料领域。
[0003]水凝胶溶胀过程中溶剂在凝胶中以两种方式进行渗透:溶剂分子直接扩散到网络的外表面或内部(与凝胶体积无关)；网络的扩张引起聚合物链在溶剂中的运动。后一过程取决于互扩散系数，通常比溶剂扩散系数小几个数量级，因此膨胀速率主要取决于凝胶网络在溶剂中的运动，由互扩散系数来表征。
[0004]环境敏感水凝胶为一类能自身感知、处理并可做功而响应外界环境细微变化或刺激的水凝胶。自80年代中期以来，有关研究日趋活跃。所谓外部刺激包括温度、pH、离子强度、电场、外加应力、光(包括可见光和紫外光)和特异化学物质刺激或几种刺激的同时作用。环境敏感水凝胶对外界刺激的响应一般表现为体积的变化。1968年Dusek和Patterson作出理论预测，认为水凝胶可发生不连续的体积相变；1978年Tanaka则在研究聚丙烯酰胺凝胶时观察到这种转变。现在，大量研究已证实这种变化是不连续的和突跃性的。利用这种特性可将其作为传 感器、执行元件、开关和记忆材料等，并可望在航空、航天、建筑、医疗保健及仿生工程领域得到应用。
[0005]水凝胶的制备方法一般有两种:一种是烯类单体在交联剂存在下聚合而成，称为化学凝胶；另一种是由水溶性聚合物直接交联得到，这种交联既可为共价键型也可为非共价键型。非共价键交联型即为物理凝胶，其中的聚合物链可通过不同的相互作用如氢键、疏水缔合、静电作用形成结合区。此外，也可使用辐射交联法制备水凝胶。
[0006]温敏水凝胶是吸水(或溶剂)量在某一温度有突变的一类水凝胶，溶胀比发生突变时的温度即为敏感温度。由于其温度敏感性大，有较大的溶胀比，且敏感温度与人们接近，这使得其在物料分离、固定化酶、免疫分析、药物释放等方面有广阔的用途。CN201210009166.0公开了一种复合温敏水凝胶及其制备方法，利用了 6-脱氧-6-氨基-环糊精、壳聚糖、水溶性环糊精作为原料，虽然操作简便、制备成本较低，但是其温度敏感性较低，溶胀比较低，从而其应用范围较窄。本发明利用聚环氧乙烷、羟丙基丙烯酸酯、甲基纤维素、聚乙二醇等为原料，开发一种温度敏感性高、溶胀比大、应用范围广的温敏水凝胶。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种温敏水凝胶，该水凝胶具有良好的机械强度，分离效果好，温度敏感性高、溶胀比大、应用范围广，且操作简单，适于在工业上的大规模生产。
[0008]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:一种温敏水凝胶，各组分的重量份为:
聚环氧乙烷30-60份、羟丙基丙烯酸酯10份、甲基纤维素f 5份、聚乙二醇20-25
份；
聚环氧乙烷30-40份、羟丙基丙烯酸酯f 5份、甲基纤维素广3份、聚乙二醇23~25份； 聚环氧乙烷50-60份、羟丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纤维素f 3份、聚乙二醇23~25
份；
聚环氧乙烷40-50份、羟丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纤维素3飞份、聚乙二醇23~25
份；
聚环氧乙烷45~55份、羟丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纤维素3飞份、聚乙二醇20~23
份；
聚环氧乙烷45份、羟丙基丙烯酸酯10份、甲基纤维素5份、聚乙二醇23份；
聚环氧乙烷55份、羟丙基丙烯酸酯5份、甲基纤维素5份、聚乙二醇23份。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种温敏水凝胶的制备方法，包括如下步骤:
称取以上物质按上述比 例溶于去离子水中配成质量分数为广5%的溶液，搅拌2~3h后，在5~IOmin内升到4(T45°C，保温I~2h，然后放置于0~5°C环境中，保温2h后，再放置于-5~-8°C环境中3(T50min，恢复常温即得温敏水凝胶。
[0010]本发明相对于现有技术的有益效果是:
本发明提供的温敏水凝胶，具有良好的机械强度，分离效果好，温度敏感性高、溶胀比大，在物料分离、固定化酶、免疫分析、药物释放等方面有广阔的用途；且操作简单，适于在工业上的大规模生产。
【具体实施方式】
[0011]下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
[0012]实施例1
一种温敏水凝胶，各组分的重量份为:
聚环氧乙烷45份、羟丙基丙烯酸酯10份、甲基纤维素5份、聚乙二醇23份；
其制备方法，包括以下步骤:
称取以上物质按上述比例溶于去离子水中配成质量分数为5%的溶液，搅拌3h后，在5min内升到45°C，保温lh，然后放置于O°C环境中，保温2h后，再放置于_8°C环境中50min，恢复常温即得温敏水凝胶。
[0013]实施例2
一种温敏水凝胶，各组分的重量份为:
聚环氧乙烷55份、羟丙基丙烯酸酯5份、甲基纤维素5份、聚乙二醇23份；
其制备方法，包括以下步骤:
称取以上物质按上述比例溶于去离子水中配成质量分数为1%的溶液，搅拌3h后，在5min内升到45°C，保温lh，然后放置于O°C环境中，保温2h后，再放置于_8°C环境中50min，恢复常温即得温敏水凝胶。
[0014]实施例3一种温敏水凝胶，各组分的重量份为:
聚环氧乙烷40份、羟丙基丙烯酸酯10份、甲基纤维素5份、聚乙二醇25份；
其制备方法，包括以下步骤:
称取以上物质按上述比例溶于去离子水中配成质量分数为1%的溶液，搅拌2h后，在5min内升到45°C，保温lh，然后放置于O°C环境中，保温2h后，再放置于_8°C环境中50min，恢复常温即得温敏水凝胶。
[0015]实施例4
一种温敏水凝胶，各组分的重量份为:
聚环氧乙烷30份、羟丙基丙烯酸酯5份、甲基纤维素1份、聚乙二醇23份； 其制备方法，包括以下步骤:
称取以上物质按上述比例溶于去离子水中配成质量分数为1%的溶液，搅拌2h后，在IOmin内升到45°C，保温lh，然后放置于0°C环境中，保温2h后，再放置于_8°C环境中50min,恢复常温即得温敏水凝胶。
[0016]实施例5
一种温敏水凝胶，各组分的重量份为:
聚环氧乙烷60份、羟丙基丙烯酸酯5份、甲基纤维素3份、聚乙二醇25份；
其制备方法，包括以下步骤:
称取以上物质按上述比例溶于去离子水中配成质量分数为1%的溶液，搅拌2h后，在IOmin内升到45°C，保温2h，然后放置于0°C环境中，保温2h后，再放置于-8°C环境中50min,恢复常温即得温敏水凝胶。
【权利要求】
1.一种温敏水凝胶，其特征在于:各组分的重量份为: 聚环氧乙烷30-60份、羟丙基丙烯酸酯10份、甲基纤维素f 5份、聚乙二醇20-25份。
2.一种温敏水凝胶，其特征在于:各组分的重量份为: 聚环氧乙烷30-40份、羟丙基丙烯酸酯f 5份、甲基纤维素f 3份、聚乙二醇23~25份。
3.—种温敏水凝胶，其特征在于:各组分的重量份为: 聚环氧乙烷50-60份、羟丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纤维素f 3份、聚乙二醇23~25份。
4.一种温敏水凝胶，其特征在于:各组分的重量份为: 聚环氧乙烷40-50份、羟丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纤维素3飞份、聚乙二醇23~25份。
5.一种温敏水凝胶，其特征在于:各组分的重量份为: 聚环氧乙烷45飞5份、羟丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纤维素3飞份、聚乙二醇20-23份。
6.一种温敏水凝胶，其特征在于:各组分的重量份为: 聚环氧乙烷45份、羟丙基丙烯酸酯10份、甲基纤维素5份、聚乙二醇23份。
7.—种温敏水凝胶，其特征在于:各组分的重量份为: 聚环氧乙烷55份、羟丙基丙烯酸酯5份、甲基纤维素5份、聚乙二醇23份。
8.—种温敏水凝胶的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 称取聚环氧乙烷、羟丙基丙烯酸酯、甲基纤维素、聚乙二醇，按上述比例溶于去离子水中配成质量百分数为I~5%的溶液，搅拌2~3h后，在5~IOmin内升到4(T45°C，保温I~2h，然后放置于(T5°C环境中，保温2h后，再放置于_5'8°C环境中3(T50min，恢复常温即得温敏水凝胶。
【文档编号】C08K5/101GK103724976SQ201310691941
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】苏潮宁 申请人:苏潮宁