[发明专利]一种儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料及其制备方法

权利要求书

1.一种儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料，其特征在于儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶以壳聚糖为原料，第一次还原胺化反应在壳聚糖结构表面引入二烯体呋喃基团，得到呋喃甲酰壳聚糖，然后进行第二次还原胺化反应在呋喃甲酰壳聚糖表面引入儿茶酚官能团，得到儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖，将儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖与氯化铁和双马来酰亚胺封端的聚乙二醇混合，利用铁离子与儿茶酚基团的配位作用以及呋喃基团与马来酰亚胺之间发生的Diels-Alder反应生成双交联水凝胶材料，即为儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料。

2.根据权利要求1所述的一种儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料，其特征在于所述的儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料放入碱性溶液中浸泡，得到表面pH为8～10的儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料；所述表面pH为8～10的儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料的储能模量为1100Pa～3600Pa。

3.根据权利要求2所述的一种儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料，其特征在于所述的碱性溶液为浓度1mol/L～1.2mol/的氢氧化钠水溶液或浓度为1mol/L～1.2mol/L的氢氧化钾水溶液。

4.如权利要求1所述的一种儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料的制备方法，其特征在于一种儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料的制备方法是按以下步骤完成的：

一、制备呋喃甲酰壳聚糖：①、将壳聚糖溶于质量分数为2％的冰醋酸溶液中，得到壳聚糖水溶液，所述壳聚糖水溶液中壳聚糖浓度为0.033mmol/L～0.055mmol/L；②、将呋喃甲醛溶于甲醇中，得到呋喃甲醛的甲醇溶液，所述呋喃甲醛的甲醇溶液中呋喃甲醛浓度为0.059mmol/L～0.079mmol/L；③、将壳聚糖水溶液与呋喃甲醛的甲醇溶液混合，并在温度为20～25℃和转速为900r/min～1200r/min的条件下搅拌反应4h～6h，然后加入氰基硼氢化钠，继续在温度为20～25℃和转速为900r/min～1200r/min的条件下搅拌反应4h～6h，得到反应产物；所述壳聚糖水溶液与呋喃甲醛的甲醇溶液的体积比为20:(1～1.5)；所述呋喃甲醛的甲醇溶液中呋喃甲醛与氰基硼氢化钠的摩尔比为1:1；④、将反应产物依次使用水、75:25水-乙醇混合物、50:50水-乙醇混合物、25:75水-乙醇混合物和乙醇进行洗涤，得到洗涤后产物，所述75:25水-乙醇混合物由水和乙醇按水与乙醇体积比为75:25混合而成，所述50:50水-乙醇混合物由水和乙醇按水与乙醇体积比为50:50混合而成，所述25:75水-乙醇混合物由水和乙醇按水与乙醇体积比为25:75混合而成，将洗涤后产物在室温下真空干燥，得到淡黄色粉末，即为呋喃甲酰壳聚糖；

二、制备儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖：①、将呋喃甲酰壳聚糖溶于质量分数为2％的冰醋酸溶液中，得到呋喃甲酰壳聚糖水溶液，所述呋喃甲酰壳聚糖水溶液中呋喃甲酰壳聚糖的浓度为0.033mmol/L～0.055mmol/L；②、将3,4-二羟基苯甲醛溶于二甲基甲酰胺中，得到3,4-二羟基苯甲醛的二甲基甲酰胺溶液，所述3,4-二羟基苯甲醛的二甲基甲酰胺溶液中3,4-二羟基苯甲醛的浓度为0.033mmol/L～0.055mmol/L；③、将呋喃甲酰壳聚糖水溶液与3,4-二羟基苯甲醛的二甲基甲酰胺溶液混合，并在温度为20～25℃和转速为1000r/min～1300r/min的条件下搅拌反应5h～7h，加入氰基硼氢化钠，继续在温度为20～25℃和转速为1000r/min～1300r/min的条件下搅拌反应5h～7h，得到反应产物，所述呋喃甲酰壳聚糖水溶液与3,4-二羟基苯甲醛的二甲基甲酰胺溶液的体积比为20:(1～1.5)；所述3,4-二羟基苯甲醛的二甲基甲酰胺溶液中3,4-二羟基苯甲醛与氰基硼氢化钠的摩尔比为1:1；④、向反应产物中加入乙醇，所述的反应产物与乙醇的体积比为1:(1～1.5)，得到灰白色沉淀，将灰白色沉淀在室温下真空干燥，即得到儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖；

三、混合：①、将儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖溶于质量分数为2％的冰醋酸溶液中，得到儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖溶液，所述儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖溶液中儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖的浓度为0.033mmol/L～0.055mmol/L；②、将双马来酰亚胺封端的聚乙二醇溶于蒸馏水中，得到双马来酰亚胺封端的聚乙二醇的蒸馏水溶液，所述双马来酰亚胺封端的聚乙二醇的蒸馏水溶液中双马来酰亚胺封端的聚乙二醇的浓度为0.033mmol/L～0.055mmol/L；③、将氯化铁溶于蒸馏水中，得到氯化铁的蒸馏水溶液，所述氯化铁的蒸馏水溶液中氯化铁的浓度为0.033mmol/L～0.055mmol/L；④、将儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖溶液、双马来酰亚胺封端的聚乙二醇的蒸馏水溶液和氯化铁的蒸馏水溶液均匀混合，所述儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖溶液中儿茶酚呋喃甲酰壳聚糖与氯化铁的蒸馏水溶液中氯化铁的质量比为3:1，所述双马来酰亚胺封端的聚乙二醇的蒸馏水溶液中双马来酰亚胺封端的聚乙二醇与氯化铁的蒸馏水溶液中氯化铁的摩尔比为3:2，混匀后静置8min～10min，得到儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料。