[发明专利]水凝胶形成性组合物和由其制作的高强度水凝胶

说明书

本发明提供仅通过在室温下混合就能够制作的高强度化的具有自支撑性的水凝胶及其制造方法。本发明的解决方法是具有下述特征的水凝胶形成性组合物、由该组合物制作的水凝胶、及其制造方法。所述水凝胶形成性组合物能够形成具有自支撑性的水凝胶，其特征在于，含有具有有机酸结构、有机酸盐结构或有机酸阴离子结构的水溶性有机高分子(A)、硅酸盐(B)、具有式(1)(式中，R₁和R₂分别独立地表示特定的取代基，X₁和X₂分别独立地表示单键或连接基团，n表示1～5的整数)所示的二膦酸结构的化合物或其盐(C)、以及具有或能够产生2价以上的正电荷的化合物(D)。

技术领域

本发明涉及水凝胶，更详细而言，涉及水凝胶形成性组合物和使用其得到的高强度化的具有自支撑性的水凝胶。

背景技术

关于水凝胶，从由于水是主成分因此生物适应性高、是对环境的负荷低的软材料素材这样的观点出发，近年来受到关注。

作为具有自支撑性的高强度化的水凝胶，报告了通过在均匀分散于水中的层状粘土矿物的共存下，进行(甲基)丙烯酰胺衍生物的聚合反应而获得的有机无机复合水凝胶(专利文献1)。此外，作为类似的报告例，还已知具有在聚(甲基)丙烯酰胺中含有一部分羧酸盐或羧基阴离子结构的基团的高分子和粘土矿物的有机无机复合水凝胶(专利文献2)。在这些报告例中，通过在层状粘土矿物的水分散液中使单体聚合，从而生成的高分子与该粘土矿物形成三维网状结构，成为有机无机复合水凝胶。

然而，在这些有机无机复合水凝胶中，担忧毒性的未反应的单体、聚合引发剂等试剂可能残存于凝胶中。此外，非化学制造业者制造有机无机复合水凝胶是困难的，进而，由于在化学反应后成为水凝胶，因此将凝胶成型为任意形状也是困难的。

此外，作为通过在室温下进行混合而能够制造的具有自支撑性的有机无机复合水凝胶，已知含有末端具有聚阳离子性官能团的树状高分子(dendrimer)化合物和层状粘土矿物的水凝胶(专利文献3)。在该例子中，该树状高分子通过多阶段的合成反应而被制造，因此存在制造成本变得昂贵这样的课题。

此外，还报告了仅通过将电解质高分子、粘土粒子和分散剂搅拌并混合就能够制作的有机无机复合水凝胶(专利文献4)。关于该有机无机复合水凝胶，均匀地分散于电解质高分子中的粘土粒子交联并形成凝胶结构。然而，如果增加为了使凝胶高强度化的各成分的浓度，水凝胶形成性组合物的粘度变高，而且，增加了各成分浓度的水凝胶形成性组合物在混合并使其凝胶化时，其粘度进一步变高。因此，对于专利文献4公开的有机无机复合水凝胶而言，如果增加为了使凝胶高强度化的各成分的浓度，则有时水凝胶的制作变得非常困难。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-053629号公报

专利文献2：日本特开2009-270048号公报

专利文献3：国际公开第2011/001657号小册子

专利文献4：日本特开2014-077111号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述，期望提供使用工业上容易获得的原料，仅通过在室温下混合就能够制作的、高强度化的具有自支撑性的水凝胶。

因此，本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供，仅通过在室温下混合就能够制作的、弹性模量、断裂应力等强度显著提高的、具有自支撑性的水凝胶。此外，其目的在于提供，使用工业上容易获得的原料而能够制造该水凝胶的方法。

用于解决课题的方法