高强度超分子水凝胶及其制备方法和应用与流程

文档序号:11124377阅读:来源:国知局

技术特征:

1.高强度超分子水凝胶,其特征在于,由N-丙烯酰甘氨酸为单体,通过自由基聚合而成的聚合物分子侧链同时带有酰胺基团和羧基基团,通过自由基聚合得到的水凝胶的含水量达到70—90%,且在水凝胶中含有钙离子,羧基与钙离子的摩尔比为2:1,高强度超分子水凝胶的数均分子量为25—27万,分散度为2.3—2.4。

2.制备高强度超分子水凝胶的方法,其特征在于,按照下述步骤进行:

将N-丙烯酰甘氨酸单体溶解并分散在水中形成均匀体系,向水中加入引发剂和钙离子,通过引发剂引发单体上的不饱和键,在绝氧的条件下通过自由基聚合反应制备出具有高强度的超分子水凝胶;其中在上述技术方案中,N-丙烯酰甘氨酸单体的质量为水质量的10—30%,引发剂的质量为水质量的0.1%—1%,N-丙烯酰甘氨酸单体的羧基与钙离子的摩尔比为2:1。

3.根据权利要求2所述的制备高强度超分子水凝胶的方法,其特征在于,引发剂的质量为水质量的0.1%—0.5%。

4.根据权利要求2所述的制备高强度超分子水凝胶的方法,其特征在于,制备的水凝胶的含水量平均可在70%—90%。

5.根据权利要求2所述的制备高强度超分子水凝胶的方法,其特征在于,引发剂为热引发剂过硫酸铵、过硫酸钾,或者光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。

6.根据权利要求2所述的制备高强度超分子水凝胶的方法,其特征在于,选择热引发剂,则需要首先利用惰性气体排除反应体系中的氧,以避免其的阻聚作用,然后根据引发剂的活性和用量,将反应体系加热到所用引发剂的引发温度之上并保持相当1-5h,以促使引发剂能够长时间产生足够多的自由基,引发反应体系持续发生自由基聚合反应。

7.根据权利要求2所述的制备高强度超分子水凝胶的方法,其特征在于,选择光引发剂,选用透明密闭的反应容器,在紫外光照射的条件下引发自由基聚合,根据所选引发剂的活性和用量调整照射时间。

8.如权利要求1所述的高强度超分子水凝胶在自修复功能材料领域的应用,在70℃—80℃的温度下加热至少半小时,优选0.5—1小时,实现材料的自修复。

9.如权利要求1所述的高强度超分子水凝胶的反复使用方法,将水凝胶在浸泡在碱性溶液(例如0.1—1mol/L的氢氧化钠水溶液)里,解离后用数均分子量为3500的透析袋透析将碱液析出,经冻干后收集到聚合物,然后将聚合物溶解到加有水注射器里,在70— 80℃加热至少1h,优选3—5h,快速注射到不同形状的模具里,冷却后得到水凝胶,以实现凝胶的反复利用。

10.如权利要求1所述的高强度超分子水凝胶作为细胞支架的应用。

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