[发明专利]一种原位交联水凝胶

说明书

本发明公开了一种原位交联水凝胶，所述水凝胶是由聚合物主剂和交联剂在水溶液中交联制得，其中，所述聚合物主剂的侧链上含有呋喃基团，所述交联剂含有两个以上碳碳双键，所述聚合物主剂作为双烯体与交联剂的亲双烯体在水溶剂中发生Diels‑Alder环加成反应，得到水凝胶。其中，所述水凝胶中不含有任何有机溶剂，安全环保；所述水凝胶的制备不需要催化剂，为原位交联反应，且可常温交联；所述水凝胶的交联密度大、反应过程迅速，能够用于堵漏或止血；同时，所述水凝胶的原料(聚合物主剂和交联剂)在制备时，产率高，制备工艺简单，易于大规模生产应用。

技术领域

本发明涉及水凝胶领域，尤其涉及一种原位交联水凝胶，具体地，涉及一种用于堵漏或止血的原位交联水凝胶。

背景技术

水凝胶作为一种高吸水高保水材料，被广泛用于诸多领域，如：干旱地区耕地保水，在退热贴和化妆品面膜产品中的保湿剂，建筑中的结露防止剂，石油化工中的堵水剂，医用止血材料，药物载体等，尤其用于堵漏或止血。水凝胶的制备方法很多，其中，在众多化学反应类型中，Diels-Alder环化加成反应(D-A反应)是非常适合应用于原位交联水凝胶的一种反应。

Nabendu Pramanik等人制备了包含双烯体呋喃侧基的聚甲基丙烯酸糠醇酯，以4,4-二氨基联苯砜双马来酰亚胺为亲双烯体交联剂，在二氯甲烷中溶解后混合、加热，获得能吸水膨胀的水凝胶(Polymer Chemistry,2013,51:3365-3374)。

Amalin Kavitha等以甲苯为溶剂，通过原子转移自由基聚合法进行甲基丙烯酸甲酯与糠酯单体的共聚，获得包含呋喃侧基的共聚物，将其溶解于二氯甲烷中，以双马来酰亚胺为交联剂，实现了基于D–A反应的凝胶化(MaterialsInterfaces,2009,7:427～436)。

Goiti等以苯乙烯与甲基丙烯酸糠醇酯的共聚物作为双烯体,1,1-亚甲基-4,1-亚苯基双马来酰亚胺作为亲双烯体，分别以甲苯和氯仿作为溶剂，实现了凝胶化(Polymer,2001,42:10187～10193)。

上述报道中交联虽是应用D-A反应，但交联过程却有赖于 二氯甲烷、甲苯等有机溶剂，不能视为是原位交联水凝胶。魏宏亮等(European Polymer Journal，46，2010，1032–1039)通过分别合成的含呋喃侧基的双烯体和含多个碳碳双键的亲双烯体PEG-AMI，在水介质中实现了D-A交联，形成水凝胶。但是，其一，亲双烯体为大分子，具有反应活性的碳碳双键在大分子两端，这样，在D-A反应时，碳碳双键容易被大分子主体结构PEG包裹而导致D-A反应效率很低；其二，由大分子结构的亲双烯体(PEG-AMI)制备的水凝胶的交联结构空隙大，不密实，不适于用作堵漏或止血；其三，亲双烯体的制备复杂，先通过马来酸酐与丙氨酸合成了N-(异丙酸基)-马来酰亚胺(AMI)，然后将AMI与聚乙二醇(PEG)反应制备亲双烯体(PEG-AMI)；其四，亲双烯体(PEG-AMI)的制备转化率低，只能达到23％。

同时，现有水凝胶产品基本上都是在制备过程的聚合阶段完成交联，最终产品经干燥后呈粉末或颗粒形态，吸水后成为水凝胶，再进一步应用，在这种状态下，在应用过程中，水凝胶中的聚合物分子链始终是交联网状结构，不具备流动性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：将水溶性单体和呋喃基单体共聚得到侧链含有呋喃基的聚合物主剂，将马来酸酐类单体和羟基化合物进行醇解一步法得到含有两个以上碳碳双键的交联剂，然后将聚合物主剂和交联剂分别以水溶液的形式混合后施于待堵漏或止血部位，在该部位处，线形的聚合物主剂和交联剂进行无催化剂原位交联反应形成交联密度大的网络结构水凝胶，实现了堵漏或止血，从而完成了本发明。

本发明一方面在于提供一种原位交联水凝胶，所述水凝胶 是由聚合物主剂和交联剂在水溶液中交联制得，其中，