[发明专利]一种提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法

说明书

本发明公开了一种提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，该方法通过浸泡或涂覆的方式，将化合价大于2的金属阳离子引入到韧性水凝胶的网络结构中，引入的化合价大于2的金属阳离子能够将韧性水凝胶的的网络结构连接的更加紧密，进而提高其机械强度、刚性和自愈性，不仅操作简单方便，且使韧性凝胶具有了自愈性，刚性和机械强度明显提高，有利于进一步推广应用。

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法。

背景技术

动物身体是由水凝胶-聚合物网络以及渗透在其中的水组成，大多数生物水凝胶是灵活的且具有强大的机械强度。水凝胶的开发成为了备受瞩目的新兴邻域。由于水凝胶独特的性质和功能，已经致力于开发基于凝胶基质的各类仿生结构，例如复杂的微细的纳米水凝胶驱动开关，水凝胶基质中药物输送通道，pH响应凝胶，温度响应凝胶等。

目前，现有的韧性凝胶拉伸性好、含水率高及生物相容性好， 但其本身的刚性和机械强度不高且特别柔软，非常容易发生断裂，且断裂后不能进行自愈。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，旨在解决现有的韧性凝胶刚性和机械强度不足，且断裂后不能自愈的问题。

本发明的技术方案如下：

一种提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，采用浸泡或涂覆的方法将化合价大于2的 金属阳离子引入到韧性水凝胶的网络结构中。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述韧性水凝胶为海藻酸钠-丙烯酰胺Ca²⁺交联水凝胶。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述提高韧性水凝胶刚性的方法为，将拉伸成所需形状的韧性水凝胶浸没于化合价大于2的金属阳离子浓度为0.01 ~2.0mol/L的水溶液中，并静置1 ~360min。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述水溶液中，化合价大于2的金属阳离子的浓度为0.05~1.5mol/L，静置时间为10 ~120min。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述提高韧性水凝胶自愈性的方法为，将两块韧性水凝胶片段的接口处对齐，并将3~5滴化合价大于2的金属阳离子浓度为0.01 ~2.0mol/L的水溶液涂覆在所述接口处，静置10~90s。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述水溶液中，化合价大于2的金属阳离子浓度为0.2~2.0mol/L，静置时间为15~75s。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述化合价大于2的金属阳离子为Fe³⁺、Al³⁺、Co³⁺、Ni³⁺、Ce⁴⁺或Mn⁴⁺中的一种或多种。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述化合价大于2的金属阳离子为Fe³⁺。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述化合价大于2的金属阳离子水溶液为FeCl₃水溶液、Fe₂(SO₄)₃水溶液或Fe(NO₃)₃水溶液。

所述的提高韧性水凝胶刚性和自愈性的方法，其中，所述化合价大于2的金属阳离子水溶液为FeCl₃水溶液。