[发明专利]一种具有双重刺激响应和自愈合性能的水凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有双重刺激响应和自愈合性能的水凝胶的制备方法，属于水凝胶材料制备技术领域。上述方法包括：步骤1：丙烯酰‑β‑环糊精的合成；步骤2：三氟甲氧基偶氮苯丙烯酸酯的合成；步骤3：磺酸甜菜碱甲基丙烯酸酯（SBMA）的合成；步骤4：四元共聚水凝胶的合成。本发明引入光敏的三氟甲氧基偶氮苯丙烯酸酯和丙烯酰‑β‑环糊精组成的包合物基团；接枝温敏的N，N‑亚甲基双丙烯酰胺基团，接枝两性离子单体SBMA，由阴阳离子吸引作用赋予此聚合物自愈合功能，具有很好的光致、热致响应性以及自愈合性能。

技术领域

本发明涉及水凝胶材料制备技术领域，具体涉及一种具有双重刺激响应和自愈合性能的水凝胶的制备方法。

背景技术

水凝胶是一种性能优异的材料，它是一种有着三维网状结构的可延展的软材料，由于交联结构的存在，它只溶胀不溶解，另外它可以锁住大量水分，大量的水分子可以在交联结构中进行扩散，因此水凝胶兼具固体和液体的性质，并可以在自身性质基本不变的情况下，施加压力，形状发生任意改变。

水凝胶与普通聚合物材料最大的不同在于，它的体系中有着大量的水，有时甚至可以达到90％以上，正是因为这一不同点，使得形状记忆聚合物水凝胶可以施加的外部刺激因素的种类更加多样，比如pH因素，离子因素，氧化还原因素，甚至一些其他的化学物质因素。这些外部刺激因素使得水凝胶聚合物链发生构象可逆重排或者基团可逆重排，从而导致了外部形状的变化，以上因素使得形状记忆水凝胶种类变得丰富，并且，由于水凝胶较好的生物相容性和人体组织相似性，使得它在生物医学领域，比如药物输送，组织修复，手术缝合等方面有着很好的应用前景。在药物输送方面，帮助我们解决了很多问题。比如，传统的给药方法难以控制剂量，难以直达病灶，并因此由于在人体内作用的时间加长，很容易产生很多毒副作用，而通过水凝胶，可以把药物用水凝胶包裹起来，然后通过可控的刺激响应条件，实现定点释放，让药物缓慢的通过物理扩散，作用于人体。使用水凝胶传输药物还有一个好处，那就是有一些很脆弱的，比较容易失活生物蛋白分子，可以通过水凝胶来运输，实现保护功能。

形状记忆水凝胶可以在一些外界刺激，例如光、电、磁、热等刺激因素的作用下，由被固定的临时形状回复到原始形状，其优异的性能近年得到越来越多的关注。但是，纯单一条件下的形状记忆水凝胶的应用范围十分受限。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种具有双重刺激响应和自愈合性能的四元共聚形状记忆水凝胶的制备方法。本发明引入光敏的三氟甲氧基偶氮苯丙烯酸酯和丙烯酰-β-环糊精组成的包合物基团；接枝温敏的N，N-亚甲基双丙烯酰胺基团，接枝两性离子单体SBMA，由阴阳离子吸引作用赋予此聚合物自愈合功能，具有很好的光致、热致响应性以及自愈合性能。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

本发明提供一种具有双重刺激响应和自愈合性能的水凝胶的制备方法，包括：

步骤1：丙烯酰-β-环糊精的合成：用丙烯酰氯修饰纯化后的β-环糊精；

步骤2：三氟甲氧基偶氮苯丙烯酸酯的合成：将4-羟基偶氮苯溶于溶剂中，加入三乙胺为促进剂，氮气保护，滴加丙烯酰氯；反应完成后，通过抽滤、萃取、旋蒸、重结晶提纯产物；

步骤3：磺酸甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的合成：将甲基丙烯酰氧乙基二甲基胺(DMAEMA)溶于溶剂中，滴加1，3-丙烷磺内酯，反应完成后，抽滤、洗涤得到SBMA；

步骤4：四元共聚水凝胶的合成：将步骤1-3得到的单体溶于溶剂中，加入丙烯酰胺、以AIBN为引发剂，N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，二甲基亚砜(DMSO)为溶剂，进行自由基聚合得到四元共聚水凝胶。

进一步的，所述步骤1具体为：

11)将纯化后的β-环糊精加入到反应容器中，加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，通氮气保护，冰水浴条件下滴加丙烯酰氯；