[发明专利]一种水溶性聚轮烷交联剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水溶性聚轮烷交联剂的制备方法，包括如下步骤：1)：将α‑环糊精进行衣康酸改性引入双键和羧酸结构，得改性α‑环糊精；2)：将聚乙二醇两端的羟基氧化为羧酸，得改性聚乙二醇链；3)：将改性α‑环糊精贯穿于第二步制备的改性聚乙二醇链上，再将改性聚乙二醇链两端封端，制备出水溶性聚轮烷交联剂。本发明通过α‑环糊精改性以引入羧酸基团，制备出聚轮烷交联剂具有显著的水溶性，因此可以和丙烯酰胺、丙烯酸等水溶性单体交联聚合制备水凝胶，提高水凝胶的形变能力。

技术领域

本发明属于交联剂制备技术领域，具体涉及一种水溶性聚轮烷交联剂及其制备方法。

背景技术

水凝胶是一种经适度交联从而具有三维网络结构的高分子材料，因其独特的吸水性、保水性及仿生特性，被广泛应用于工业、农业、医药和生物工程材料等领域。

目前水凝胶的合成大都是以传统的化学交联剂进行交联，传统的化学交联剂指的是一个分子式内具有两个或两个以上的双键，双键参与聚合在形成网络结构的过程中，由于交联过程具有随机性，不可避免地导致交联点在凝胶空间中分布不均匀，使得各交联点间的聚合物链段长短不一。而化学交联点又是固定的，因此在外力作用下聚合物链段受力不均匀，短链段受力大，易先断裂，导致整个网络结构遭到破坏。这就导致制备出的凝胶脆性大，形变能力差。

ZL201710929543.5公开了一种通用型凝胶类聚轮烷交联剂及其制备方法，该交联剂可以与可聚合单体交联制备凝胶，其交联点不是固定的，交联点可沿聚合物链滑动，产生“滑动效应”使得外力被均匀分散到各个链段进而被分散到整个网络，从而较好解决化学交联点在空间分布不均匀的问题。这种聚轮烷交联剂易溶于有机溶剂，较适用于制备油凝胶，但是在水中的溶解度有限，经试验测定仅有0.6713g/100g水(20℃)，属于微溶物质，限制了其在水溶液中实施水溶性单体交联制备水凝胶的应用。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种水溶性聚轮烷交联剂及其制备方法。

为实现上述发明目的，具体提供了如下所述的技术方案：

1、一种水溶性聚轮烷交联剂的制备方法，包括如下步骤：

1)：将α-环糊精进行衣康酸改性引入双键和羧酸结构，得改性α-环糊精；

2)：将聚乙二醇两端的羟基氧化为羧酸，得改性聚乙二醇链；

3)：将改性α-环糊精贯穿于第二步制备的改性聚乙二醇链上，再将改性聚乙二醇链两端封端，制备出水溶性聚轮烷交联剂。

进一步，步骤1)所述改性α-环糊精按如下方法进行制备：

步骤A：将α-环糊精、衣康酸溶解在装有无水乙醇的反应器中，然后将反应器置于干燥箱中进行干燥；

步骤B：将反应器取出并加热至反应物呈粘稠状黄色液体少许，再将反应器置于干燥器中将液体蒸干；

步骤C：进一步向反应器中加入无水乙醇并搅拌均匀，使用0.45um微孔滤膜进行抽虑得固体，将抽滤后的固体进行干燥得浅黄色粉末状固体。

更进一步，步骤1)所述改性α-环糊精按如下方法进行制备：

步骤A：将1.9～2gα-环糊精、0.1～0.2g衣康酸溶解在装有250ml无水乙醇的反应器中，然后将反应器置于干燥箱中在110℃条件下干燥130min；

步骤B：将反应器取出并加热至沸，持续沸腾30min后，反应器中反应物呈粘稠状黄色液体少许，再将反应器置于干燥器中将液体蒸干；

步骤C：进一步向反应器中加入50ml无水乙醇并搅拌均匀，使用0.45um微孔滤膜进行抽虑得固体，再用无水乙醇洗涤,将抽滤后的固体在100℃温度条件下进行干燥9h，得浅黄色粉末状固体。