[发明专利]一种双网络水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双网络水凝胶的制备方法，包括以下内容：(1)取第一网络单体、甘油、交联剂、光引发剂和水混合制得第一混合液，经光照条件下反应制得单网络水凝胶；(2)取第二网络单体、甘油、交联剂、光引发剂和水混合制得第二混合液，将所述单网络水凝胶浸泡在所述第二混合液中，光照条件下反应制得双网络水凝胶。本发明以自由基聚合为基础，采用两步制备方法，用紫外光辐照引发反应，操作简单，得到的双网络水凝胶既能够承受较大的形变和应力，在‑25‑50℃下仍能保持良好的使用条件；另外，水凝胶在室温下放置超过20天，水含量不会有明显的下降，保湿性好。

技术领域

本发明涉及水凝胶技术领域，特别涉及一种双网络水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是一种湿、软的三维网状聚合物，由于高分子链之间存在物理或化学交联，整体不溶不熔，是一种在水中能够吸水溶胀且保持一定形状的高分子材料。水凝胶的内部含有大量的亲水基团，能和水分子以结合水的形式存在，又由于分子链间相互交联，网状的分子链在移动和扩展时受到限制，所以水凝胶能大量的保水和吸水。高分子水凝胶具有含水率高、柔软、摩擦系数低等特点，与生物体的生物相容性较好，在废水处理，工业造纸，生活日用，生物医药等领域均有着广泛的使用。

水凝胶主要包括以下六种类型凝胶：拓扑型水凝胶、双网络水凝胶、纳米复合凝胶、大分子微球凝胶、聚电解质凝胶、离子络合型水凝胶。其中双网络水凝胶由于其特殊的结构性能，至开发以来就受到了广泛地关注。

发明内容

申请人发现双网络水凝胶在日常使用中仍存在着许多问题，主要包括以下内容：

一、在储存或者使用过程中水分的逐渐流失会对凝胶的力学性质产生严重的影响；

二、凝胶中的液体水在高温和低温下均会受到影响，高温使得水分加快流失；低温下，液体水会结冰形成冰晶。

申请人意外的实验发现，制备双网络水凝胶过程中加入甘油，所制得双网络水凝胶的耐温性能和保水性能具有一定的提升。

申请人进一步的实验发现，双网络水凝胶的耐温性能和保水性能与甘油的加入量有关。

为了得到一种耐温性能和保水性能的双网络水凝胶，本发明采用如下技术方案：

一种双网络水凝胶的制备方法，包括以下内容：

(1)取第一网络单体、甘油、交联剂、光引发剂和水混合制得第一混合液，经光照条件下反应制得单网络水凝胶；

(2)取第二网络单体、甘油、交联剂、光引发剂和水混合制得第二混合液，将所述单网络水凝胶浸泡在所述第二混合液，光照条件下反应制得双网络水凝胶。

本发明一实施例中，所述第一网络单体选自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸、对苯乙烯磺酸钠中的一种。

本发明一实施例中，所述第二网络单体选自N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-乙烯己内酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种。其中所述第一网络单体和第二网络单体不同时选择同一物质，如当第一网络单体选自丙烯酰胺时，第二网络单体可选自除丙烯酰胺以外的物质，此时第二网络单体选自N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-乙烯己内酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中任一种。

本发明一实施例中，所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺。

本发明一实施例中，所述光引发剂为水溶性光引发剂，包括安息香醚衍生物、苯乙酮衍生物；进一步的包括α-酮戊二酸、2-羟基-2-甲基-1-苯基酮、安息香双甲醚中的至少一种。