[发明专利]聚乙烯醇水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种聚乙烯醇水凝胶及其制备方法和应用，属于及高分子水凝胶领域。本发明提供一种聚乙烯醇水凝胶的制备方法，所述方法为：将聚乙烯醇与有机溶剂在110℃～145℃下加热溶解制得聚乙烯醇溶液，然后将所得聚乙烯醇溶液静置自然冷却至室温即可形成具有凝胶结构的聚乙烯醇，再将具有凝胶结构的聚乙烯醇去除有机溶剂后制得聚乙烯醇水凝胶；其中，所述有机溶剂为二甲基亚砜和N‑N,二甲基甲酰胺的共混溶剂，二甲基亚砜和N‑N,二甲基甲酰胺的体积比为0.25～1；所得聚乙烯醇溶液的质量浓度为10～30％。本发明在制备聚乙烯醇溶液时，采用了恰当配比的溶剂，使得所得聚乙烯溶液通过静置自然冷却的方式即可制得聚乙烯醇水凝胶。

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇水凝胶及其制备方法和应用，属于高分子水凝胶领域。

背景技术

聚乙烯醇水凝胶在化学性质上不活泼，无毒性，生物相容性好，机械性能优良，吸水量高，并易于加工成型，广泛应用于农林、医药、日用化工、环保以及沙漠防治等各个领域。

目前，制备聚乙烯醇水凝胶可以采用物理交联、化学交联或辐射交联的方法，使其形成水不溶性的凝胶。其中物理交联的方法，即通过将聚乙烯醇溶液进行冷冻-解冻，多次冻融的方式，使聚乙烯醇发生物理交联形成凝胶。

然而，物理交联法存在以下缺陷：

1、采用物理交联法，需要多次冻融；一般冷冻时间为24h，解冻时间为2-12h，所以冻融一次的时间至少为26h，而整个过程多次冻融一般需要80h。

2、采用物理交联的方式，形成的不溶于水的水凝胶是可逆的，在一定条件下容易复溶于水，不稳定；物理交联的水凝胶强度很差，很容易破损。

发明内容

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种聚乙烯醇水凝胶的制备方法，该方法简便易行，用时少，生产成本较低。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种聚乙烯醇水凝胶的制备方法，具体为：将聚乙烯醇与有机溶剂在110℃～145℃下加热溶解制得聚乙烯醇溶液，然后将所得聚乙烯醇溶液静置自然冷却至室温即可形成具有凝胶结构的聚乙烯醇，最后将具有凝胶结构的聚乙烯醇去除有机溶剂后即制得聚乙烯醇水凝胶；其中，所述有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)和N-N,二甲基甲酰胺(DMF)的共混溶剂，二甲基亚砜(DMSO)和N-N,二甲基甲酰胺(DMF)的体积比为0.25～1；所得聚乙烯醇溶液的质量浓度为10～30％。

进一步，所述有机溶剂中，二甲基亚砜(DMSO)和N-N,二甲基甲酰胺(DMF)的体积比为：2:8、3:7、4:6或5:5。

进一步，具有凝胶结构的聚乙烯醇去除有机溶剂前先在室温下静置4～6h使凝胶结构充分交联。

进一步，聚乙烯醇溶液自然冷却前除去其中的微小气泡，优选采用超声震荡的方法除去气泡，超声震荡10～30分钟。

进一步，上述方法中，在聚乙烯醇和有机溶剂中还加入调控聚乙烯醇水凝胶力学性能、生物相容性、降解性能及其他性能的改性剂；所述改性剂与聚乙烯醇的质量比为：1～60：99～40。

优选的，所述改性剂选自：聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乳酸(PLA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙二醇(PEG)或聚己内酯(PCL)中的至少一种。

进一步，具有凝胶结构的聚乙烯醇采用在水中浸泡的方式去除有机溶剂，浸泡时间24～48h。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种聚乙烯醇水凝胶，其采用上述方法制备得到。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种聚乙烯醇水凝胶微管的制备方法，包括如下步骤：