[发明专利]一种高强度纤维素基纳米复合温度、pH双刺激响应凝胶及其制备方法

摘要

本发明涉及一种高强度纤维素基纳米复合温度、pH双刺激响应凝胶的制备方法。该凝胶以静电纺丝得到的POSS交联响应性聚合物纳米纤维丝为纤维增强物，将其引入溶解后的纤维素溶液中，通过交联纤维素并冷冻处理形成复合凝胶。该凝胶具有较高强度、在不同温度和pH环境下表现出显著的溶胀性差异，且响应速率快，生物相容性良好，可应用于药物缓释和组织工程领域。

主权项

1.一种高强度纤维素基纳米复合温度、pH 双刺激响应凝胶的制备方法，其特征在于：制备过程包括以下步骤：(1) 响应性聚合物纳米纤维丝的制备：将一定量的 (N‑ 异丙基丙烯酰胺 ‑ 甲基丙烯酸N，N‑ 二甲基氨基乙酯 ) 共聚物，催化剂 2‑ 乙基 ‑4‑ 甲基咪唑，交联剂八聚 ( 丙基缩水甘油醚) 倍半硅氧烷，溶解于质量比例为 1:1 的 N，N‑ 二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶液中，室温下搅拌形成预纺丝液，其中，预纺丝液中 (N‑ 异丙基丙烯酰胺 ‑ 甲基丙烯酸 N，N‑ 二甲基氨基乙酯 ) 共聚物质量分数为 12‑20%，八聚 ( 丙基缩水甘油醚 ) 倍半硅氧烷的质量分数为2‑4%，2‑ 乙基 ‑4‑ 甲基咪唑的质量分数为 0.3‑0.8%，将预纺丝液置于针电纺设备中，静电纺丝后，纳米纤维丝于真空中加热至 160 度并干燥 4 小时，备用；（2）纤维素的溶解：配制 6wt%NaOH、4wt% 尿素水溶液，然后用 G2 漏斗过滤后作为纤维素的溶剂，将一定量的纤维素分散在溶剂中，室温下搅拌 5 分钟后放入冰箱中冷冻 12 小时，冻结的固体试样在室温下解冻并搅拌，最终得到无色透明的纤维素溶液，其中纤维素在溶液中的质量比介于 6‑12% 之间；（3）将（1）中制得的聚合物纳米纤维丝浸入（2）制备的纤维溶解溶液中，加热至 45 度浸泡 4 小时；其中聚合物纳米纤维丝的质量为纤维溶解溶液的 3.5‑6% 之间；（4）将定量的环氧氯丙烷滴加到上述纤维素溶液中，超声震荡 5 分钟后，在室温下放置1 小时，后冷冻混合物 ‑20 度 24 小时，得到凝胶，其中环氧氯丙烷的质量介于溶液中纤维的1.5‑3.5% 之间；（5）将凝胶浸泡于清水中12小时，期间换水3次，得到最终水凝胶产物。