[发明专利]一种具有pH响应的高强度水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种具有pH响应的高强度水凝胶，其特征在于，以甲基丙烯酰化的明胶和2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪为两种单体，经引发两种单体上的碳碳双键进行自由基聚合制备而成，共聚水凝胶分子为碳碳主链，侧链为明胶和三嗪基团；其中甲基丙烯酰化的明胶和2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪的质量比为(1-10)：1。

2.根据权利要求1所述的一种具有pH响应的高强度水凝胶，其特征在于，甲基丙烯酰化的明胶和2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪的质量比为(2—6)：1。

3.一种具有pH响应的高强度水凝胶的制备方法，其特征在于，将甲基丙烯酰化的明胶、2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪和引发剂均匀分散在有机溶剂中，利用引发剂引发两种单体上的碳碳双键进行自由基聚合，其中甲基丙烯酰化的明胶和2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪的质量比为(1-10)：1，固含量为10—30％。

4.根据权利要求3所述的一种具有pH响应的高强度水凝胶的制备方法，其特征在于，甲基丙烯酰化的明胶和2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪的质量比为(2—6)：1。

5.根据权利要求3所述的一种具有pH响应的高强度水凝胶的制备方法，其特征在于，固含量为15—30％。

6.根据权利要求3所述的一种具有pH响应的高强度水凝胶的制备方法，其特征在于，有机溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或者N,N-二甲基乙酰胺。

7.根据权利要求3所述的一种具有pH响应的高强度水凝胶的制备方法，其特征在于，引发剂的用量为单体甲基丙烯酰化的明胶和2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪质量之和的3％-5％。

8.根据权利要求3所述的一种具有pH响应的高强度水凝胶的制备方法，其特征在于，引发剂为热引发剂，如过硫酸铵、过硫酸钾，利用惰性气体(如氮气、氩气或者氦气)排除反应体系中的氧，以避免其的阻聚作用，然后根据引发剂的活性和用量，将反应体系加热到所用引发剂的引发温度之上并保持相当长的时间，如1h以上或者更长(1-5h)，以促使引发剂能够长时间产生足够多的自由基，引发反应体系持续发生自由基聚合反应，最终制备本发明的水凝胶。

9.根据权利要求3所述的一种具有pH响应的高强度水凝胶的制备方法，其特征在于，引发剂为光引发剂，如2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或者Irgacure 2959，选用了透明密闭的反应容器，在紫外光照射的条件下引发自由基聚合，由于光引发效率高于热引发，因根据所选引发剂的活性和用量调整照射时间时，照射时间可短于热引发的加热时间，如20分钟或者更长(30min-1h)。

10.如权利要求1或者2所述的一种具有pH响应的高强度水凝胶在检测水环境是否为酸性环境中的应用，其特征在于，在酸性环境中(pH＝1—6)聚合物水凝胶做出反映，体积增大，含水量上升，整体发生溶胀，力学性能降低，在中性环境(pH＝7—7.5)中则很稳定且具有很高的力学强度，压缩和拉伸强度均保持在MPa级别。