本發(fā)明屬于凝膠制品，具體涉及一種自愈合聚合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、水凝膠，也稱為膠體凝膠，它是由具有親水性能的聚合物鏈或者單體物質(zhì)在水中發(fā)生交聯(lián)，加入適當(dāng)引發(fā)劑或者采用光引發(fā)等而形成的一種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)，可通過(guò)靜電作用、共價(jià)化合鍵交聯(lián)等方法制備。

2、水凝膠的種類繁多，根據(jù)不同方式，對(duì)其進(jìn)行分類，按照形成水凝膠網(wǎng)絡(luò)鍵合方式的不同，可以將水凝膠分為物理水凝膠和化學(xué)水凝膠。其中，物理水凝膠是指凝膠分子鏈之間能夠通過(guò)物理作用相連接，這些物理作用主要有氫鍵、親疏水相互作用、金屬配位、離子靜電作用等，它的聚合物分子鏈之間并沒(méi)有形成共價(jià)鍵，這也是物理水凝膠與化學(xué)水凝膠相比較，當(dāng)它運(yùn)用在人體環(huán)境中存在穩(wěn)定性差的原因；同時(shí)使用物理作用形成的凝膠，在一定條件下可以轉(zhuǎn)化，例如通過(guò)加熱、紫外線照射凝膠，能夠改變它的物理狀態(tài)，可使其從原本的凝膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛉芤?；化學(xué)水凝膠是通過(guò)形成水凝膠的單體物質(zhì)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成的，這些反應(yīng)會(huì)在聚合物分子鏈之間形成共價(jià)鍵，給水凝膠提供較強(qiáng)的作用力，使其機(jī)械性能更加優(yōu)良，并且，其還具有優(yōu)越的親水保水性能與良好的生物相容性。所以，化學(xué)水凝膠由于其在人體環(huán)境中更加穩(wěn)定，其機(jī)械性能更加優(yōu)良，生物相容性更好，而被廣泛使用。

3、聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝膠是廣泛使用的化學(xué)水凝膠之一，但是現(xiàn)有的聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)存在力學(xué)性能差等缺點(diǎn)，阻礙了水凝膠的發(fā)展應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是通過(guò)在聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝膠體系中引入丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇制備水凝膠，其可以顯著提高聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝膠的力學(xué)性能(比如拉伸強(qiáng)度、自愈合后拉伸強(qiáng)度或自愈合效率)。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明可以采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一方面提供一種自愈合聚合物，其制備原料包括：丙烯酰胺、丙烯酸和促進(jìn)劑；其中，促進(jìn)劑包括丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一種或多種組合。

4、優(yōu)選地，上述制備原料可以滿足以下條件中的一種多種組合：(a)丙烯酰胺和丙烯酸的摩爾比為(1-7)：(3-9)；(b)促進(jìn)劑的質(zhì)量為丙烯酸質(zhì)量的3％-23％；(c)丙烯酰胺和丙烯酸的總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為制備原料的44％-50％；(d)制備原料還包括引發(fā)劑；

5、更優(yōu)選地，上述制備原料可以滿足以下條件中的一種多種組合：(a)丙烯酰胺和丙烯酸的摩爾比為5：5；(b)促進(jìn)劑的質(zhì)量為丙烯酸質(zhì)量的4％；(c)丙烯酰胺和丙烯酸的總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為制備原料的47％；(d)引發(fā)劑選自過(guò)硫酸鉀、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二叔丁基、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈中的一種或多種組合。

6、本發(fā)明另一方面提供一種本發(fā)明中的自愈合聚合物的制備方法，包括：將制備原料混合得自愈合聚合物。

7、優(yōu)選地，上述制備方法中，將制備原料混合后進(jìn)行干燥得自愈合聚合物。

8、優(yōu)選地，上述干燥可以滿足以下條件中的一種或多種組合：(a)干燥溫度為55℃-65℃；(b)干燥時(shí)間為3h-5h；(c)混合后倒入模具中再進(jìn)行干燥。

9、本發(fā)明再一方面提供一種凝膠產(chǎn)品，其由本發(fā)明中的自愈合聚合物制備而成。

10、本發(fā)明再一方面提供一種本發(fā)明中的自愈合聚合物在制備凝膠產(chǎn)品中的應(yīng)用。

11、優(yōu)選地，上述凝膠產(chǎn)品包括：藥物制劑、組織工程支架、吸附劑、食品保鮮劑或隱形眼鏡。

12、本發(fā)明再一方面提供一種提高丙烯酰胺和丙烯酸交聯(lián)凝膠體系的拉伸強(qiáng)度和/或自愈合效率的方法，其包括：在丙烯酰胺和丙烯酸交聯(lián)凝膠體系中加入促進(jìn)劑，促進(jìn)劑包括丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一種或多種組合。

13、本發(fā)明有益效果至少包括：本發(fā)明提供的自愈合聚合物中引入了促進(jìn)劑，顯著提高了丙烯酰胺和丙烯酸交聯(lián)凝膠體系的力學(xué)性能；具體地，其拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到0.26mpa，同時(shí)自愈合后拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到0.18mpa，同時(shí)自愈合效率可以達(dá)到69％，顯著優(yōu)于丙烯酰胺和丙烯酸交聯(lián)的凝膠體系。

技術(shù)特征：

1.一種自愈合聚合物，其特征在于，其制備原料包括：丙烯酰胺、丙烯酸和促進(jìn)劑；其中，促進(jìn)劑包括丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一種或多種組合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自愈合聚合物，其特征在于，制備原料滿足以下條件中的一種多種組合：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自愈合聚合物，其特征在于，制備原料滿足以下條件中的一種多種組合：

4.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自愈合聚合物的制備方法，其特征在于，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，將制備原料混合后進(jìn)行干燥得自愈合聚合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，干燥滿足以下條件中的一種或多種組合：

7.凝膠產(chǎn)品，其特征在于，由權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自愈合聚合物制備而成。

8.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自愈合聚合物在制備凝膠產(chǎn)品中的應(yīng)用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，凝膠產(chǎn)品包括：藥物制劑、組織工程支架、吸附劑、食品保鮮劑或隱形眼鏡。

10.一種提高丙烯酰胺和丙烯酸交聯(lián)凝膠體系的拉伸強(qiáng)度和/或自愈合效率的方法，其特征在于，包括：在丙烯酰胺和丙烯酸交聯(lián)凝膠體系中加入促進(jìn)劑，促進(jìn)劑包括丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一種或多種組合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于凝膠制品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自愈合聚合物及其制備方法和應(yīng)用。該自愈合聚合物的制備原料包括：丙烯酰胺、丙烯酸和促進(jìn)劑；其中，促進(jìn)劑包括丙三醇、2?丙烯酰胺?2?甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一種或多種組合。該自愈合聚合物呈水凝膠狀態(tài)時(shí)，其拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到0.26MPa，同時(shí)自愈合后拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到0.18Mpa，同時(shí)自愈合效率可以達(dá)到69％，顯著優(yōu)于丙烯酰胺和丙烯酸交聯(lián)的凝膠體系。

技術(shù)研發(fā)人員：葉勇,羅維,洪敏,何勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶廣仁能源裝備股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19