吸水快、溶脹度高、孔徑可調(diào)的聚乙烯醇復(fù)合水凝膠制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及吸水快、溶脹度高、孔徑可調(diào)的聚乙締醇復(fù)合水凝膠制備方法，屬于生 物工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來水凝膠在生物工程領(lǐng)域的研究越來越廣泛，其優(yōu)秀的生物學(xué)的性能使其在 生物醫(yī)學(xué)及組織工程的應(yīng)用成為研究的熱點(diǎn)。水凝膠的孔徑大小及微結(jié)構(gòu)的調(diào)控對其在生 物醫(yī)學(xué)和組織工程的應(yīng)用起著極為重要的作用。如藥物傳遞，蛋白質(zhì)固定，生物支架，軟骨 等應(yīng)用都對功能性水凝膠的微結(jié)構(gòu)及孔徑有著嚴(yán)格要求。然而國內(nèi)外對水凝膠微結(jié)構(gòu)體系 的研究仍然具有極大的挑戰(zhàn)。
[0003] 天然的生物高分子水凝膠有著良好的生物相容性，然而其力學(xué)性能及過快的降解 性極大限制了在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此聚合高分子材料在凝膠中的研究引起了極大關(guān) 注，聚乙締醇（PVA)是一種水溶性聚合高分子材料，由于其優(yōu)良的生物相容性及低毒性使 其在生物工程領(lǐng)域里的研究應(yīng)用愈來愈廣泛，其通過一定工藝加工成型后便可得到力學(xué)性 能好，穩(wěn)定性高的水凝膠。單純的聚乙締醇水凝膠無法獲得均一孔徑及互穿的多孔結(jié)構(gòu)，目 前制備多孔材料的方法有相分離法，發(fā)泡法，致孔劑法等，雖然能是凝膠產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)，但 運(yùn)些方法都無法控制孔徑均勻性與大小且閉孔較多，開孔性差。
[0004] 對于水溶液體系中采用凍融循環(huán)法制備聚乙締醇水凝膠，雖然綠色無污染但無法 獲得理想的多孔凝膠結(jié)構(gòu)。因此如何在物理法制備聚乙締醇水凝膠過程中使得凝膠孔徑可 調(diào)并且獲得均一穩(wěn)定的多孔結(jié)構(gòu)是目前亟待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種吸水快、溶脹度高、孔徑可調(diào)的聚乙締醇復(fù)合水凝膠的 制備方法。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種吸水快、溶脹度高、孔徑可調(diào)的 聚乙締醇復(fù)合水凝膠制備方法，包括W下步驟：
[0007] (1)納米纖維素懸浮液加入去離子水中，磁力攬拌配制成混合分散液；
[000引 似聚乙二醇、聚乙締醇加入步驟（1)中的分散液中，加熱條件下磁力攬拌至均 勻；
[0009] 做將步驟似的分散液恒溫靜置，得納米纖維素、聚乙二醇、聚乙締醇混合分散 液；
[0010] (4)將步驟（3)得到的分散液倒入模具中，靜置；
[0011] (5)將步驟（4)得到混合分散液低溫冷凍后再恒溫放置，反復(fù)凍融，循環(huán)5次； 陽01引 （6)將步驟妨得到的水凝膠放入去離子水中置換出凝膠中的聚乙二醇，得到聚 乙締醇復(fù)合凝膠。
[0013] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述納米纖維素為植物來源的納米纖維素，納米纖維素懸 浮液中的納米纖維素的濃度為0. 8~1. %，直徑為10~30皿，長度500皿~2ym。
[0014] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述聚乙締醇的聚合度1750 + 50,聚乙二醇的分子量為 2000、4000 或 6000。
[0015] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，各組分重量比納米纖維素：聚乙二醇：聚乙締醇= 1:1-4:7.5。作
[0016] 為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟（2)中磁力攬拌溫度為90°C，步驟（3)中靜置溫度為 50 °C。
[0017] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟巧）中每次凍融的低溫冷凍溫度為-20°C，冷凍時(shí)間 1地；恒溫放置溫度為25°C放置時(shí)間化。
[0018] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述納米纖維素由機(jī)械研磨、酶水解、酸水解或氧化劑氧化 中的任意一種方法制備得到或者至少兩種W上的方法聯(lián)合制備得到。
[0019] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述納米纖維素懸浮液的制備方法如下：
[0020] A、篩取40~60目的竹粉原料，將其烘干后使用電子天平精確稱取IOg用濾紙包 裹好放入索式抽提器中，制備450ml的苯醇抽提液，90°C進(jìn)行抽提化，過濾洗涂直中性，其 中苯醇抽提液中苯300ml，乙醇150ml;
[0021]B、將洗濾后的原料放入燒杯，加400ml去離子水，用1~1. 25wt%的亞氯酸鋼在酸 性條件下處理，Ih后再次添加同量亞氯酸鋼，同樣在酸性條件下處理，重復(fù)添加5~7次，W 脫除大部分木質(zhì)素，制得綜纖維素；
[0022] C、配制2~3wt%的氨氧化鐘溶液，在90°C下處理第1步獲得的綜纖維素2~化， W脫除其中的大部分半纖維素；
[0023]D、用1~1. 25wt%亞氯酸鋼在酸性條件下處理步驟（C)所得溶液1~化，并進(jìn)一 步用4~7wt%的氨氧化鐘于90°C下對所得纖維素進(jìn)行純化處理2~地，W除去木質(zhì)素和 半纖維素，從而獲得純化的纖維素；
[0024]E、采用1~1. 5wt%的鹽酸溶液，在80~90°C下處理步驟值）中獲得的純化纖維 素2~化； 陽0巧]F、將步驟E獲得的純化纖維素配成濃度為0. 8~1. %的水懸濁液，研磨處理 15~20分鐘，得到纖維直徑在10~30nm，纖維長度在500nm~2ym的納米纖維素懸濁液。 陽0%] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0027] 1)本發(fā)明過程沒有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，制備過程綠色無污染，不同分子量的聚乙二醇 能夠調(diào)節(jié)水凝膠的孔徑大小及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，納米纖維素的加入進(jìn)一步提高了凝膠網(wǎng)絡(luò)的互穿 性，得到了高溶脹度復(fù)合凝膠，并有效提高了復(fù)合凝膠的熱穩(wěn)定性。
[0028] 2)采用凍融循環(huán)法制備聚乙締醇復(fù)合凝膠，制備工藝過程簡單，得到了高溶脹度 復(fù)合凝膠，并提高了凝膠熱穩(wěn)定性。
[0029] 扣本發(fā)明制備的納米纖維素直徑范圍在10~30nm，纖維長度范圍在SOOnm~ 2ym之間，其長徑比和比表面積有很大的提高，制備的復(fù)合凝膠具有吸水快、高溶脹度，熱 穩(wěn)定性優(yōu)良，可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)，組織工程等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】 陽〇3〇] 實(shí)施例I
[0031] 納米纖維素的制備工藝步驟：
[0032] A、篩取40~60目的竹粉原料，將其烘干后使用電子天平精確稱取IOg用濾紙包 裹好放入索式抽提器中，制備450ml的苯醇抽提液，90°C進(jìn)行抽提化，過濾洗涂直中性，其 中苯醇抽提液中苯300ml，乙醇150ml;
[0033]B、將洗濾后的原料放入燒杯，加400ml去離子水，用1~1. 25wt%的亞氯酸鋼在酸 性條件下處理，Ih后再次添加同量亞氯酸鋼，同樣在酸性條件下處理，重復(fù)添加5~7次，W 脫除大部分木質(zhì)素，制得綜纖維素；
[0034]C、配制2~3wt%的氨氧化鐘溶液，在90°C下處理第1步獲得的綜纖維素2~化， W脫除其中的大部分半纖維素；
[0035]D、用1~1. 25wt%亞氯酸鋼在酸性條件下處理步驟似所得溶液1~化，并進(jìn)一 步用4~7wt%的氨氧化鐘于90°C下對所得纖維素進(jìn)行純化處理2~地，W除去木質(zhì)素和 半纖維素，從而獲得純化的纖維素；
[0036]E、采用1~1. 5wt%的鹽酸溶液，在80~90°C下處理步驟值）中獲得的純化纖維 素2~化；
[0037] F、將步驟E獲得的純化纖維素配成濃度為0. 8~1. %的水懸濁液，研磨處理 15~20分鐘，得到直徑在10~30皿，長度在500皿~2 Ji m的納米纖維素懸濁液。 陽0測實(shí)施例2
[0039] 本吸水快、溶脹度高、孔徑可調(diào)的聚乙締醇復(fù)合水凝膠的制備方法，包括W下步 驟： W40] (1)稱取64g的納米纖維素懸浮液加入36g去離子水中，磁力攬拌配制成混合分散 液；
[0041] (2)稱取聚乙締醇7. 5g，分子量2000的聚乙二醇Ig,加入步驟（1)中的分散液中， 90°C條件下磁力攬拌化；
[00創(chuàng) 做將步驟似分散液恒溫靜置40min，靜置溫度為50。得納米纖維素、聚乙締醇 與聚乙二醇混合分散液；
[0043] (4)將步驟（3)得到的分散液倒入模具中，靜置20min; W44] 巧）將步驟（4)得到混合分散液低溫冷凍14h，冷凍溫度為-20°C，取出后恒溫放置 6h，放置溫度為25°C，重復(fù)完成5次凍融循環(huán)； W45] (6)將步驟妨