[发明专利]一种高伸长率高强度双网络水凝胶及制备方法

说明书

本发明涉及水凝胶技术领域，具体涉及一种高伸长率高强度双网络水凝胶，其原料按重量份包括：丙烯酰胺20‑45份、可得然胶1‑4份、甲基丙烯酸十八酯0.4227‑3.2143份、引发剂0.448份、十六烷基三甲基溴化铵7.435‑8.747份、十二烷基硫酸钠0‑1.038、高纯水100份。本发明还公开了上述高伸长率高强度双网络水凝胶的制备方法。本发明以可得然胶和聚丙酰胺为基材，制得的水凝胶具有很高的强度和良好的断裂韧性。

技术领域

本发明涉及水凝胶技术领域，具体涉及一种高伸长率高强度双网络水凝胶及其制备方法。

背景技术

高分子水凝胶是一类可以把大量水分吸收进其内部三维空间网络结构的材料，由于它们吸水后柔软并有一定弹性，而这一特性和许多生物软组织类似，使得水凝胶在组织工程领域有着广泛潜在的应用。

目前，大部分的高分子水凝胶由于其结构不均匀或缺乏有效的能量耗散机制，均存在机械强度低、韧性差、可恢复性和抗疲劳能力差等缺点，这些缺点大大限制了高分子水凝胶成为软组织修复甚至再生的生物材料。因此提高高分子水凝胶的机械强度、韧性、自修复能力及抗疲劳能力是使其应用于组织工程领域亟需解决的重大课题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高伸长率高强度双网络水凝胶及其制备方法，以弥补现有水凝胶机械强度低、韧性差、可恢复性和抗疲劳能力差的缺陷。

本发明提出的一种高伸长率高强度双网络水凝胶，其原料按重量份包括：丙烯酰胺20-45份、可得然胶1-4份、甲基丙烯酸十八酯0.4227-3.2143份、引发剂0.448份、十六烷基三甲基溴化铵7.435-8.747份、十二烷基硫酸钠0-1.038份、高纯水100份。

优选地，所述引发剂为光引发剂Irgacure2959。

本发明还提供一种所述高伸长率高强度双网络水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、按所述重量份，将十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、甲基丙烯酸十八酯、引发剂、丙烯酰胺依次溶解于置于水浴中的高纯水中，得到混合溶液；待混合溶液冷却至室温，加入可得然胶混合均匀，得到悬浮液；

S2、向悬浮液中通氩气10min进行排气，并在惰性气体氛围中，室温下搅拌悬浮液，接着用真空泵对悬浮液依次在静置和磁力搅拌条件下抽真空，除掉悬浮液中的气泡，得到混合物料；

S3、将混合物料倒入亚克力模具中，盖上石英盖玻片并赶走气泡，密封物料，将密封好的物料加热，冷却至室温后置于紫外灯正下方进行照射，并且控制紫外灯距离物料的高度为6.5cm，在紫外条件下进行交联聚合反应后得到高伸长率高强度双网络水凝胶。

优选地，S1中，水浴的温度为30-40℃。

优选地，S1中，十六烷基三甲基溴化铵为搅拌溶解，搅拌的时间为20-30min。

优选地，S1中，甲基丙烯酸十八酯为搅拌溶解，搅拌的时间为2-4h。

优选地，S2中，悬浮液的搅拌时间为20-24h。

优选地，S2中，抽真空的时间为10-15min。

优选地，S3中，物料的加热温度为90-120℃，加热时间为5-15min。

优选地，S3中，紫外灯的光波长为300-400nm，功率为20-40W，照射时间为0.5-1.5h。

优选地，紫外灯的光波长为365nm，功率为30W，照射时间为1h。

本发明中所述高纯水为经过除氧处理的高纯水，除氧处理的具体操作为：将高纯水用真空泵抽气20min，再把导气管插入高纯水底部通氩气1h。