[发明专利]基于热可逆Diels-Alder反应的高分子-纳米二硫化钼片复合水凝胶制备及应用

权利要求书

1.一种基于热可逆Diels-Alder反应的高分子复合纳米二硫化钼片自愈合水凝胶，其特征在于，所述高分子复合纳米二硫化钼片自愈合水凝胶由纳米二硫化钼片、巯基-聚乙二醇-马来酰亚胺和呋喃化透明质酸合成，所述巯基-聚乙二醇-马来酰亚胺与呋喃化透明质酸是在二硫化钼片水溶液中发生反应的，且巯基-聚乙二醇-马来酰亚胺的部分马来酰亚胺基团与呋喃化透明质酸的分子链发生Diels-Alder反应而联结在一起。

2.一种如权利要求1所述的高分子复合纳米二硫化钼片自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：在容器中加入巯基-聚乙二醇-马来酰亚胺与纳米薄层二硫化钼片水溶液，搅拌混合溶液12h；

步骤2：在上述步骤1中的混合溶液中加入呋喃化透明质酸固体，搅拌使其完全溶解；

步骤3：在上述步骤2中将混合溶液密封，将其处于40℃环境中1h；

步骤4：将制得的高分子复合水凝胶放入恒温箱中保存陈化，即可得到基于热可逆Diels-Alder反应的高分子复合纳米二硫化钼片自愈合水凝胶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米薄层二硫化钼片通过超声辅助插层法合成，所述呋喃化透明质酸固体通过呋喃与透明质酸反应合成，所述巯基-聚乙二醇-马来酰亚胺的分子量为2K。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤1中的巯基-聚乙二醇-马来酰亚胺的质量体积比为1.5mg/mL，纳米薄层二硫化钼片溶液的浓度为0.1-0.5mg/mL。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤2中溶液搅拌的环境温度为25℃，上述步骤4中的恒温箱中保存温度为25℃。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，上述步骤3中呋喃化透明质酸的质量体积比为6.4mg/mL。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述超声辅助插层法合成纳米薄层二硫化钼片，包括以下步骤：

步骤1：在氮气保护与超声环境下，将二硫化钼粉末与正丁基锂溶液混合45min，纳米薄层二硫化钼片粉末与正丁基锂摩尔比为：1:1～13.5；

步骤2：震荡，超声，加入去离子水，剥离得到粗产物；

步骤3：加入一定量乙醇，加入到粗产物里形成4～16mg/mL的悬浮液，离心去除上清液，把去离子水加入到去除上清液的产物中，配成1～5mg/mL的悬浮液，离心去除上清液得到最终产物。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述呋喃化透明质酸固体通过呋喃与透明质酸反应合成，包括以下步骤：

步骤1：将质量分数为1％的透明质酸在25℃环境下溶于浓度为100mmol/L的MES缓冲溶液中直至完全溶解；

步骤2：将质量分数为1.4％的4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐(DMTMM)滴加进反应瓶，搅拌10min；

步骤3：室温环境下搅拌24h；

步骤4：进行透析、冷冻、真空干燥得最终产物，所述透析过程所用透析袋分子量截留值为14KD，所述冷冻环境为-20℃。

9.一种如权利要求1所述的高分子复合纳米二硫化钼片自愈合水凝胶的自愈合效率测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

步骤1：将规格为直径9.8mm，厚度3～4.9mm的高分子复合纳米二硫化钼片自愈合水凝胶圆柱体切开成为两部分，将两部分水凝胶断裂面接触放置，并在近红外激光发射器下照射一定时间，使其愈合；其中，激光强度为0.1～1W/cm²，激光发射器探头到材料的距离为5～11cm，照射时间为30s～600s；

步骤2：对愈合后的水凝胶进行机械性能压缩测试，计算得到愈合效率；愈合效率计算方法如下：愈合效率＝水凝胶愈合后压缩模量/水凝胶初始压缩模量×100％。