[发明专利]一种溶胀度可控硅基复合水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种溶胀度可控硅基复合水凝胶及其制备方法。所述复合水凝胶包括硅氧烷100份、光聚合单体200～300份、表面活性剂8～15份、光引发剂0.5～6份、交联剂0～2份、产碱剂20～60份和水200～2300份。将所述硅氧烷、光聚合单体、表面活性剂、交联剂、光引发剂和水混合均匀，加入产碱剂，搅拌均匀后进行光照聚合，然后加热老化即得复合水凝胶。本发明的光聚合单体可以在体系中以任意比例混合，得到的复合水凝胶的溶胀程度以及机械强度都可以根据需要进行调节。本发明制备方法过程简单，不需要进行复杂的多步合成反应，反应后也没有大量的未反应活性官能团。

技术领域

本发明涉及水凝胶领域，具体地说，是涉及一种溶胀度可控硅基复合水凝胶及其制备方法。

背景技术

高分子水凝胶是一种具有三维交联网络的＂软、湿＂材料。由于网络体系内含有大量水(50％～90％)，水凝胶具有许多独特的性质，如溶胀－消溶胀、刺激响应性、减震、低摩擦性等。由于水凝胶具有诸多优点，使得其得以广泛应用于各个领域中，如：废弃物处理、农业、食品化学、环境工程等。同时，得益于其良好的生物相容性和超吸收能力，在生物医学领域中也大有用途，如：药物缓释、组织工程等。然而，当水凝胶被放置在人体等水环境中时，它们通常会吸收周围环境的水分而发生体积膨胀。膨胀降低了水凝胶中聚合物的浓度，从而降低了水凝胶的机械耐久性。此外，有报道称，植入体内的水凝胶因吸水引起的体积膨胀，会损伤周围组织。如果能找到一种解决方案来克服这些缺陷，水凝胶将会有更广泛的应用。

现有的制备不溶胀水凝胶通常是使用亲水性和温敏性的多臂单体，通过端基上官能团之间的反应来进行交联，交联度的增加和温度响应聚合物链段的引入使得溶胀在临界温度之上时得到控制。这种方法的一个重要缺点就是合成具有特定官能团的多臂单体比较复杂，需要复杂的多步化学反应，而且这些官能团之间反应形成的共价键容易受到环境的影响而发生破坏，影响结构的稳定性，未反应的具有一定活性的官能团也会和生物体内的某些物质反应，造成感染。

发明内容

本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于调节疏水聚合物段与亲水聚合物段的比例来控制水凝胶的溶胀程度，其核心是利用具有良好的水溶性单体聚合，其聚合物的水溶性差来调节控制水凝胶的溶胀度。本发明采用的技术方案为：采用一锅法制备溶胀度可控的水凝胶，其创新点在于：本发明所需的单体组成与水可以任意比例混合，所制备的水凝胶的溶胀度和机械强度可以根据需要进行调节。另外，相对于之前所报道的关于制备不溶胀水凝胶的方法，本方法制备过程简单，不需要进行多步复杂的合成反应，反应后也没有大量的未反应活性官能团。

本发明的目的之一是提供一种溶胀度可控硅基复合水凝胶，是由包含以下组分的原料得到，以重量份计：

其中，所述硅氧烷优选为甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。

所述光聚合单体优选为可与水、硅氧烷互溶的丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、乙烯基醚类中的一种或几种，更优选为丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。

在本发明的溶胀度可控硅基复合水凝胶中，所述硅氧烷缩聚后在体系中充当无机填料，可以为聚合物链提供交联点，提高聚合物的强度，若含量过高则交联度过高，导致材料缺乏韧性，若含量过低则机械性能太差，无法满足需求。

所述表面活性剂优选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的至少一种，更优选自十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)中的一种或多种。