[发明专利]一种具有形状记忆功能的聚氨酯脲水凝胶的应用

摘要

本发明涉及一种具有形状记忆功能的聚氨酯脲水凝胶的应用。所述水凝胶为聚乙二醇、二异氰酸酯和二胺的共聚物。本发明提供的聚氨酯脲水凝胶在具有温度响应形状记忆功能的同时又具有室温下水响应形状记忆功能，还可依靠所制水凝胶的良好拉伸性能及PEG在脱水结晶‑吸水去结晶过程中伴随的结晶相转变来实现室温、水介质条件下的形变产生、固定和恢复。它还具有伸长率大、拉伸强度高的特点，在生物医用水凝胶、组织工程、水凝胶支架材料以及形状记忆功能所赋予的生物医用器件等方面具有应用前景。

主权项

一种具有形状记忆功能的聚氨酯脲水凝胶的应用，其特征在于：首先制备聚氨酯脲水凝胶，所述聚氨酯脲水凝胶采用下列方法一和方法二中的一种制备获得：方法一：（1）将聚乙二醇溶解于有机溶液A中，所述有机溶剂A为DMF、丙酮、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷中的一种；再加入二异氰酸酯和催化剂，所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、N‑乙基吗啉、N‑甲基吗啉、吡啶、N,N′‑二甲基吡啶中的一种；在温度为20～80 ℃的条件下反应1～5小时，按摩尔比，聚乙二醇︰二异氰酸酯为1︰2；（2）加入扩链剂二胺单体，在温度为20 ~ 80 ℃，氮气保护下搅拌反应1～5小时，按摩尔比，聚乙二醇︰二异氰酸酯︰二胺为1︰2︰1；（3）反应结束后将产物置于有机溶剂B中，所述有机溶剂B为正己烷、正庚烷、异己烷、异庚烷、环己烷、乙醚中的一种，得到白色絮状固体沉淀物；干燥后再溶解于有机溶剂C中，所述有机溶剂C为甲醇、乙醇、氯仿或二氯甲烷中的一种，倒入模具中成型，溶剂挥发晾干后，在蒸馏水中溶胀直至达到溶胀平衡，得到所述聚氨酯脲水凝胶；方法二：（1）将聚乙二醇溶解于有机溶液A中，所述有机溶剂A为DMF、丙酮、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷中的一种；按摩尔比，再加入过量的N,N′‑二羰基二咪唑，室温、氮气保护条件下充分反应，结束后将溶液在有机溶剂B中沉淀，所述有机溶剂B为正己烷、正庚烷、异己烷、异庚烷、环己烷、乙醚中的一种；将得到的白色粉状沉淀物抽滤、干燥；（2）将步骤（1）得到的产物溶解在有机溶液A中，按摩尔比，加入过量的扩链剂二胺单体，室温、氮气保护条件下充分反应后，经离心、过滤，得无色透明清液，置于有机溶液C中沉淀，所述有机溶剂C为甲醇、乙醇、氯仿或二氯甲烷中的一种，得到白色粉状固体；（3）将步骤（2）得到的产物溶解于有机溶液A中，再加入二异氰酸酯，按摩尔比，聚乙二醇︰二异氰酸酯为1︰1，在25 ~ 60 ℃、氮气保护条件下反应；（4）将步骤（3）得到的产物置于乙醚中沉淀，得到白色絮状固体，干燥后溶于氯仿中，倒入模具中成型，溶剂挥发晾干后，在蒸馏水中溶胀直至达到溶胀平衡，得到所述聚氨酯脲水凝胶；然后，将所制得的聚氨酯脲水凝胶进行如下操作：（1）将聚氨酯脲水凝胶置于模具中溶胀，脱模后得到具有初始形状的水凝胶；（2）在室温、外力作用下，将水凝胶的初始形状改变成为临时形状，脱水后得到具有固定临时形状的干态凝胶；（3）将具有步骤（2）临时形状的干态凝胶恢复到其初始形状，采用以下方法中的一种：将具有固定临时形状的干态凝胶置于水中，室温条件下干态凝胶吸水后，凝胶形状恢复到其初始形状，得到具有初始形状的水凝胶；将具有固定临时形状的干态凝胶加热到温度为50 ℃～80 ℃，凝胶形状恢复到其初始形状，吸水后得到具有初始形状的水凝胶。