一種溫敏水凝膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溫敏水凝膠及其制備方法，屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，其中各組分的重量份組成為聚環(huán)氧乙烷30~60份、羥丙基丙烯酸酯1~10份、甲基纖維素1~5份、聚乙二醇20~25份，其制備方法是稱取以上物質(zhì)按上述比例溶于去離子水中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1~5%的溶液，攪拌2~3h后，在5~10min內(nèi)升到40~45℃，保溫1~2h，然后放置于0~5℃環(huán)境中，保溫2h后，再放置于-5~-8℃環(huán)境中30~50min，恢復(fù)常溫即得溫敏水凝膠；該水凝膠具有良好的機械強度，分離效果好，溫度敏感性高、溶脹比大、應(yīng)用范圍廣，且操作簡單，適于在工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】一種溫敏水凝膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫敏水凝膠及其制備方法，屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水凝膠(hydrogels)是一種親水性但不溶于水的高分子聚合物。它們在水中可迅速溶脹至一平衡體積而仍能保持其形狀和三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在一定的條件下脫水退溶脹，是一類集吸水、保水、緩釋于一體并且發(fā)展迅速的功能高分子材料。因其獨特的吸水、保水及仿生特性，水凝膠被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和生物工程材料領(lǐng)域。
[0003]水凝膠溶脹過程中溶劑在凝膠中以兩種方式進行滲透:溶劑分子直接擴散到網(wǎng)絡(luò)的外表面或內(nèi)部(與凝膠體積無關(guān))；網(wǎng)絡(luò)的擴張引起聚合物鏈在溶劑中的運動。后一過程取決于互擴散系數(shù)，通常比溶劑擴散系數(shù)小幾個數(shù)量級，因此膨脹速率主要取決于凝膠網(wǎng)絡(luò)在溶劑中的運動，由互擴散系數(shù)來表征。
[0004]環(huán)境敏感水凝膠為一類能自身感知、處理并可做功而響應(yīng)外界環(huán)境細(xì)微變化或刺激的水凝膠。自80年代中期以來，有關(guān)研究日趨活躍。所謂外部刺激包括溫度、pH、離子強度、電場、外加應(yīng)力、光(包括可見光和紫外光)和特異化學(xué)物質(zhì)刺激或幾種刺激的同時作用。環(huán)境敏感水凝膠對外界刺激的響應(yīng)一般表現(xiàn)為體積的變化。1968年Dusek和Patterson作出理論預(yù)測，認(rèn)為水凝膠可發(fā)生不連續(xù)的體積相變；1978年Tanaka則在研究聚丙烯酰胺凝膠時觀察到這種轉(zhuǎn)變。現(xiàn)在，大量研究已證實這種變化是不連續(xù)的和突躍性的。利用這種特性可將其作為傳 感器、執(zhí)行元件、開關(guān)和記憶材料等，并可望在航空、航天、建筑、醫(yī)療保健及仿生工程領(lǐng)域得到應(yīng)用。
[0005]水凝膠的制備方法一般有兩種:一種是烯類單體在交聯(lián)劑存在下聚合而成，稱為化學(xué)凝膠；另一種是由水溶性聚合物直接交聯(lián)得到，這種交聯(lián)既可為共價鍵型也可為非共價鍵型。非共價鍵交聯(lián)型即為物理凝膠，其中的聚合物鏈可通過不同的相互作用如氫鍵、疏水締合、靜電作用形成結(jié)合區(qū)。此外，也可使用輻射交聯(lián)法制備水凝膠。
[0006]溫敏水凝膠是吸水(或溶劑)量在某一溫度有突變的一類水凝膠，溶脹比發(fā)生突變時的溫度即為敏感溫度。由于其溫度敏感性大，有較大的溶脹比，且敏感溫度與人們接近，這使得其在物料分離、固定化酶、免疫分析、藥物釋放等方面有廣闊的用途。CN201210009166.0公開了一種復(fù)合溫敏水凝膠及其制備方法，利用了 6-脫氧-6-氨基-環(huán)糊精、殼聚糖、水溶性環(huán)糊精作為原料，雖然操作簡便、制備成本較低，但是其溫度敏感性較低，溶脹比較低，從而其應(yīng)用范圍較窄。本發(fā)明利用聚環(huán)氧乙烷、羥丙基丙烯酸酯、甲基纖維素、聚乙二醇等為原料，開發(fā)一種溫度敏感性高、溶脹比大、應(yīng)用范圍廣的溫敏水凝膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種溫敏水凝膠，該水凝膠具有良好的機械強度，分離效果好，溫度敏感性高、溶脹比大、應(yīng)用范圍廣，且操作簡單，適于在工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種溫敏水凝膠，各組分的重量份為:
聚環(huán)氧乙烷30-60份、羥丙基丙烯酸酯10份、甲基纖維素f 5份、聚乙二醇20-25
份；
聚環(huán)氧乙烷30-40份、羥丙基丙烯酸酯f 5份、甲基纖維素廣3份、聚乙二醇23~25份； 聚環(huán)氧乙烷50-60份、羥丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纖維素f 3份、聚乙二醇23~25
份；
聚環(huán)氧乙烷40-50份、羥丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纖維素3飛份、聚乙二醇23~25
份；
聚環(huán)氧乙烷45~55份、羥丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纖維素3飛份、聚乙二醇20~23
份；
聚環(huán)氧乙烷45份、羥丙基丙烯酸酯10份、甲基纖維素5份、聚乙二醇23份；
聚環(huán)氧乙烷55份、羥丙基丙烯酸酯5份、甲基纖維素5份、聚乙二醇23份。
[0009]本發(fā)明的另一個目的是提供一種溫敏水凝膠的制備方法，包括如下步驟:
稱取以上物質(zhì)按上述比 例溶于去離子水中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為廣5%的溶液，攪拌2~3h后，在5~IOmin內(nèi)升到4(T45°C，保溫I~2h，然后放置于0~5°C環(huán)境中，保溫2h后，再放置于-5~-8°C環(huán)境中3(T50min，恢復(fù)常溫即得溫敏水凝膠。
[0010]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
本發(fā)明提供的溫敏水凝膠，具有良好的機械強度，分離效果好，溫度敏感性高、溶脹比大，在物料分離、固定化酶、免疫分析、藥物釋放等方面有廣闊的用途；且操作簡單，適于在工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0011]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明，這些實施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0012]實施例1
一種溫敏水凝膠，各組分的重量份為:
聚環(huán)氧乙烷45份、羥丙基丙烯酸酯10份、甲基纖維素5份、聚乙二醇23份；
其制備方法，包括以下步驟:
稱取以上物質(zhì)按上述比例溶于去離子水中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的溶液，攪拌3h后，在5min內(nèi)升到45°C，保溫lh，然后放置于O°C環(huán)境中，保溫2h后，再放置于_8°C環(huán)境中50min，恢復(fù)常溫即得溫敏水凝膠。
[0013]實施例2
一種溫敏水凝膠，各組分的重量份為:
聚環(huán)氧乙烷55份、羥丙基丙烯酸酯5份、甲基纖維素5份、聚乙二醇23份；
其制備方法，包括以下步驟:
稱取以上物質(zhì)按上述比例溶于去離子水中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液，攪拌3h后，在5min內(nèi)升到45°C，保溫lh，然后放置于O°C環(huán)境中，保溫2h后，再放置于_8°C環(huán)境中50min，恢復(fù)常溫即得溫敏水凝膠。
[0014]實施例3一種溫敏水凝膠，各組分的重量份為:
聚環(huán)氧乙烷40份、羥丙基丙烯酸酯10份、甲基纖維素5份、聚乙二醇25份；
其制備方法，包括以下步驟:
稱取以上物質(zhì)按上述比例溶于去離子水中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液，攪拌2h后，在5min內(nèi)升到45°C，保溫lh，然后放置于O°C環(huán)境中，保溫2h后，再放置于_8°C環(huán)境中50min，恢復(fù)常溫即得溫敏水凝膠。
[0015]實施例4
一種溫敏水凝膠，各組分的重量份為:
聚環(huán)氧乙烷30份、羥丙基丙烯酸酯5份、甲基纖維素1份、聚乙二醇23份； 其制備方法，包括以下步驟:
稱取以上物質(zhì)按上述比例溶于去離子水中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液，攪拌2h后，在IOmin內(nèi)升到45°C，保溫lh，然后放置于0°C環(huán)境中，保溫2h后，再放置于_8°C環(huán)境中50min,恢復(fù)常溫即得溫敏水凝膠。
[0016]實施例5
一種溫敏水凝膠，各組分的重量份為:
聚環(huán)氧乙烷60份、羥丙基丙烯酸酯5份、甲基纖維素3份、聚乙二醇25份；
其制備方法，包括以下步驟:
稱取以上物質(zhì)按上述比例溶于去離子水中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液，攪拌2h后，在IOmin內(nèi)升到45°C，保溫2h，然后放置于0°C環(huán)境中，保溫2h后，再放置于-8°C環(huán)境中50min,恢復(fù)常溫即得溫敏水凝膠。
【權(quán)利要求】
1.一種溫敏水凝膠，其特征在于:各組分的重量份為: 聚環(huán)氧乙烷30-60份、羥丙基丙烯酸酯10份、甲基纖維素f 5份、聚乙二醇20-25份。
2.一種溫敏水凝膠，其特征在于:各組分的重量份為: 聚環(huán)氧乙烷30-40份、羥丙基丙烯酸酯f 5份、甲基纖維素f 3份、聚乙二醇23~25份。
3.—種溫敏水凝膠，其特征在于:各組分的重量份為: 聚環(huán)氧乙烷50-60份、羥丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纖維素f 3份、聚乙二醇23~25份。
4.一種溫敏水凝膠，其特征在于:各組分的重量份為: 聚環(huán)氧乙烷40-50份、羥丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纖維素3飛份、聚乙二醇23~25份。
5.一種溫敏水凝膠，其特征在于:各組分的重量份為: 聚環(huán)氧乙烷45飛5份、羥丙基丙烯酸酯5~10份、甲基纖維素3飛份、聚乙二醇20-23份。
6.一種溫敏水凝膠，其特征在于:各組分的重量份為: 聚環(huán)氧乙烷45份、羥丙基丙烯酸酯10份、甲基纖維素5份、聚乙二醇23份。
7.—種溫敏水凝膠，其特征在于:各組分的重量份為: 聚環(huán)氧乙烷55份、羥丙基丙烯酸酯5份、甲基纖維素5份、聚乙二醇23份。
8.—種溫敏水凝膠的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 稱取聚環(huán)氧乙烷、羥丙基丙烯酸酯、甲基纖維素、聚乙二醇，按上述比例溶于去離子水中配成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為I~5%的溶液，攪拌2~3h后，在5~IOmin內(nèi)升到4(T45°C，保溫I~2h，然后放置于(T5°C環(huán)境中，保溫2h后，再放置于_5'8°C環(huán)境中3(T50min，恢復(fù)常溫即得溫敏水凝膠。
【文檔編號】C08K5/101GK103724976SQ201310691941
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】蘇潮寧 申請人:蘇潮寧