[发明专利]一种高拉伸、强粘附的光热水凝胶及其制备方法以及应用

说明书

本发明提供了一种高拉伸、强粘附的光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将丙烯酰胺类单体化合物、带有氨基的烯类单体化合物、具有聚多巴胺链段的化合物在缓冲溶液中混合，在除氧气后加入引发剂，进行加热反应，得到水凝胶。本发明提供的光热水凝胶具有良好的粘附性和拉伸形变。

技术领域

本发明属于水凝胶技术领域，具体涉及一种高拉伸、强粘附的光热水凝胶及其制备方法以及应用。

背景技术

传统水凝胶由于交联点不均匀，且没有能量耗散单元，导致机械性能差。同时传统水凝胶与接触底物之间由于基本没有发生发应，导致粘附性能差。受海洋贻贝高粘附的启发，贻贝材料为设计和合成高黏附性的水凝胶提供了思路。聚多巴胺，其结构与黏附肌蛋白相似，表现出高粘附性，自身之间存在非共价键作用，富含NH₂基，常被用于提高水凝胶的拉伸强度及粘附性。同时又因为含有大量共轭结构，具备将光能转化为热能的能力，并被用于光热治疗领域，消除肿瘤。实现大拉伸、高粘附的多巴胺光热水凝胶常有两种方法，一种是将多巴胺氧化自聚成聚多巴胺纳米颗粒(polydopamine nanoparticles)，而后在引发剂和交联剂的存在下与单体反应形成水凝胶。另一种是将多巴胺接枝在反应单体上，令单体富含儿茶酚基团，提高水凝胶的粘附性。

鲁雄等采用两步法研制了一种粘性强、韧性好的聚多巴胺-粘土-聚丙烯酰胺水凝胶。首先将多巴胺插入到粘土纳米薄片中，并在各层之间进行有限的氧化，从而产生了含有游离儿茶酚基的聚多巴胺-粘土纳米薄片。然后加入丙烯酰胺单体，原位聚合形成水凝胶。HezhouLiu等首先将多巴胺接枝到氧化海藻酸钠上，接着通过席夫碱反应将丙烯酰胺单体与其偶联，最后在引发剂和交联剂的存在下进行化学聚合，形成水凝胶。鲁雄等通过氧化自聚合法制备了具有聚多巴胺链段的化合物，将其分散在N-异丙基丙烯酰胺单体溶液中形成一种具有良好黏附性的光热水凝胶。

但是，上述方法中，直接氧化自聚合法中仍使用交联剂，导致交联点不均匀，机械性能差。接枝法制备的多巴胺水凝胶能量耗散单元还是太少，仍存在应变差、黏附差的不足，且制作相对繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高拉伸、强粘附的光热水凝胶及其制备方法以及应用，本发明提供的光热水凝胶具有良好的粘附性和拉伸形变。

本发明提供了一种高拉伸、强粘附的光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将丙烯酰胺类单体化合物、带有氨基的烯类单体化合物、具有聚多巴胺链段的化合物在缓冲溶液中混合，在去除溶液中的氧气后加入引发剂，进行加热反应，得到水凝胶。

优选的，所述丙烯酰胺类单体化合物选自丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物或丙烯酰胺共聚物。

优选的，所述带有氨基的烯类单体化合物选自N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酸盐、2-氨基乙基甲基丙烯酸酯、2-甲基烯丙基胺或3-丁烯-1-胺。

优选的，所述具有聚多巴胺链段的化合物选自聚多巴胺链段、聚多巴胺纳米颗粒或者包裹了其他纳米颗粒的聚多巴胺纳米颗粒。

优选的，所述引发剂选自过硫酸铵溶液。

优选的，所述缓冲溶液选自Tris HCl缓冲溶液。

优选的，所述丙烯酰胺类单体化合物、带有氨基的烯类单体化合物、具有聚多巴胺链段的化合物的质量比为100：(1.7～3.4)：(0.16～0.2)。

优选的，所述加热反应的温度为60～85℃，所述加热反应的时间为12～24小时。

本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的高拉伸、强粘附的光热水凝胶。

本发明还提供了一种水凝胶敷贴，由上述制备方法制备得到的高拉伸、强粘附的光热水凝胶制备得到。