[发明专利]一种金刚烷改性共聚物水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚烷改性共聚物水凝胶及其制备方法。

背景技术

以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体合成的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及其共聚物水凝胶是在医疗卫生、生物工程、制药、光学等领域具有重要用途的功能高分子材料，这种NVP共聚物水凝胶特有的安全无毒、生物相容性、反复溶涨性等优良特征，使其研究和应用日益受到国内外普遍关注(CN1170347，US 5,662,960，US 5,713,960，US 5,116,371)，其中(丙烯酸)-(N-乙烯基吡咯烷酮)共聚物水凝胶以其结构改性空间大、溶胀性易调控、生物相容性、药物缓释性、刺激响应性好等优良特性成为近年来最受关注的一类水凝胶。金刚烷胺类化合物一般作为原料药，起治疗各种疾病作用(CN1539409，CN101204385，CN1235540，CN101348461)，以金刚烷胺为例，它具有抗流感病毒、治疗帕金森症和禽流感病毒等药用功效。美国于1966年批准其作为流行感冒预防药，并于1976年在预防药的基础上确认其为治疗药，该药对成年患者的疗效及安全性己得到广泛认同。在(丙烯酸)-(N-乙烯基吡咯烷酮)共聚物水凝胶结构中引入金刚烷胺，可以使该水凝胶在保持固有特性的同时增加新的抗病毒、抗菌等药物功能，从而拓展(丙烯酸)-(N-乙烯基吡咯烷酮)共聚物水凝胶的应用范围，为制药、医疗卫生、生物工程等领域提供一种应用价值很高的多功能高分子材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种金刚烷改性共聚物水凝胶及其制备方法，该共聚物水凝胶具有较高的平衡溶胀性、生物相容性、抗菌抗病毒等特殊功能。

本发明所提供的一种金刚烷改性共聚物水凝胶是以金刚烷胺改性的丙烯酸-N-乙烯基吡咯烷酮共聚物为主链的交联共聚物，该共聚物水凝胶主链单元结构如下：

该水凝胶产品粒度为40～80目。

本发明所提供的一种金刚烷改性共聚物水凝胶的制备方法有如下步骤：以丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和金刚烷胺为反应物，低碳醇为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，N，N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，首先在低碳醇溶液中用金刚烷胺对丙烯酸单体进行预处理，然后加入N-乙烯基吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和N，N′-亚甲基双丙烯酰胺进行溶液共聚-交联反应，再经过滤、洗涤、真空干燥、筛分步骤制备成金刚烷改性共聚物水凝胶。

上述丙烯酸与N-乙烯基吡咯烷酮的摩尔比为1∶1～1∶5。

上述金刚烷胺与丙烯酸的摩尔比为1∶1～1∶10。

上述金刚烷胺对丙烯酸单体进行预处理的温度为60℃，时间为0.5小时。

上述偶氮二异丁腈与丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和金刚烷胺的总摩尔数比为1∶100～1∶500。

上述N，N′-亚甲基双丙烯酰胺与丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和金刚烷胺的总摩尔数比为1∶20～1∶200。

上述溶液共聚-交联反应的温度为80℃～100℃。

上述低碳醇溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇或叔丁醇中的一种；上述丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和金刚烷胺的总摩尔数与低碳醇溶剂的摩尔数之比为1∶1～1∶3。

通过上述方法制备的金刚烷改性共聚物水凝胶的红外光谱图分析如下：1733cm^-1是COOH羰基的伸缩振动吸收峰。1651cm^-1是吡咯烷酮上羰基的缩振动吸收峰，1425cm^-1左右为亚甲基剪式弯曲振动引起的吸收峰，这是NVP的特征吸收峰。在2915cm^-1和2857cm^-1双峰是金刚烷胺中CH和CH₂键的伸缩振动，是金刚烷的特征峰；1564cm^-1是COO^-的非对称伸缩振动峰。红外光谱分析结果表明：金刚烷胺是通过-COOH·NH₂-键连接在(丙烯酸)-(N-乙烯基吡咯烷酮)共聚物水凝胶的侧链羧基上。

本发明所述金刚烷改性共聚物水凝胶及其制备方法具有如下有益效果：

1、反应条件温和、工艺简单、设备投资少、操作简便安全。

2、工艺过程环境友好，不涉及有毒、有腐蚀、有污染的原材料，产品收率高、三废排放少，有利于大规模工业化生产。

3、产品的金刚烷胺含量高，未反应完的金刚烷胺可通过简单方法回收并循环利用。

4、产品的溶胀性能可根据实际需要调控。