[发明专利]一种三重网络水凝胶的制备方法

说明书

本发明属于水凝胶领域，具体涉及一种三重网络水凝胶的制备方法。所述三重网络水凝胶为由三种聚合物形成的交联聚合物互穿网络，对凝胶的力学性能有极大的增强，水凝胶的制备方法具体包括以下步骤：将溶液A(海藻酸钠加入到蒸馏水中搅拌均匀)与溶液B(由第一单体、引发剂和交联剂溶解在蒸馏水)均匀混合，得到双重网络前驱溶液；上述双重网络前驱溶液反应得双重网络水凝胶；将上述双重网络水凝胶浸泡在溶液C(由第二单体、引发剂和交联剂溶解于蒸馏水)中直至溶胀平衡，得到三重网络前驱溶液；将上述三重网络前驱溶液在反应后，浸泡于多价金属离子溶液，得到高强度、高韧性的三重网络水凝胶。

技术领域

本发明属于水凝胶领域，具体涉及一种三重网络水凝胶的制备方法。

背景技术

水凝胶作为一种高分子材料，其主要是由亲水聚合物构成，所以其能够吸收大量水分而保持其高分子聚合网络结构不变，水凝胶中的水尽管包裹在水凝胶的网络中，但仍然具有一定的活动能力，并且基于生物材料而制备的水凝胶又具备了优秀的生物相容性，并且对外界刺激(如pH、温度、紫外线等)具有良好的响应性。通常情况下，这些具有刺激响应性的水凝胶又被称为环境敏感智能型水凝胶，而具体到详细的分类，又有包括pH响应性、光响应性、温度响应性、点响应性等。所以近些年来，由于水凝胶优异的吸水性和生物相容性等优点，越来越多的材料科学和生物医学工作者将目光放置在水凝胶这一领域。

人体中存在大量软组织如软骨、韧带、筋等，虽然含水量往往达到了30％～80％之多，但同时却保有非常优异的机械性能。水凝胶可以吸收大量的水分后同时保持一定的弹性，使得水凝胶具有类似于人体软组织的性能，也说明水凝胶在替代人体软组织这一领域具有巨大的潜力。然而水凝胶却往往存在机械强度低、韧性差、抗疲劳性能差等缺点，这使得水凝胶无法适应实际应用的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种高强度、高韧性三重网络水凝胶的制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

即，一种三重网络水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将粉末状海藻酸钠加入到蒸馏水中，搅拌均匀，得到溶液A；

(2)将第一单体、引发剂和交联剂溶解在蒸馏水中，得到溶液B，然后将其与上述溶液A均匀混合，得到双重网络前驱溶液；

(3)将上述双重网络前驱溶液倒入直径为4毫米的圆柱形模具中，反应得双重网络水凝胶；

(4)将上述双重网络水凝胶浸泡在溶液C中，直至溶胀平衡得到三重网络前驱溶液，所述溶液C由第二单体、引发剂和交联剂溶解于蒸馏水得到；

(5)将上述三重网络前驱溶液在50～70℃反应，然后浸泡于多价金属离子溶液，得到三重网络水凝胶，

所述第一单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯或三乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的一种或多种。

所述第二单体为丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。

所述双重网络水凝胶为由两种聚合物形成的聚合物互穿网络。所述三重网络水凝胶为由三种聚合物形成的聚合物互穿网络。

作为优选，步骤(1)所述的溶液A中海藻酸钠水溶液的质量浓度为0.1％～10％，进一步优选1％～6％。

作为优选，步骤(1)搅拌时的搅拌温度为60～100℃，进一步优选80～90℃。

步骤(2)所述第一单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯或三乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的一种或多种。考虑到经济性和入手容易性，进一步优选丙烯酰胺。