[发明专利]一种具有紫外、pH敏感的自愈合水凝胶的制备方法

说明书

一种具有紫外、pH敏感的自愈合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤1，制备偶氮苯可聚合单体，由环糊精和偶氮苯可聚合单体形成主客体包合物；步骤2，制备苯硼酸可聚合单体；步骤3，在碱性条件下通过苯硼酸可聚合单体与环糊精包合物上的顺式二醇反应形成交联点，用分液漏斗分液，最下层的黄色乳液即为形成的偶氮苯环糊精包合物；步骤4，室温下，加入氧化还原引发剂、交联剂，水溶性单体，得到具有紫外、pH响应性且具有自愈合性能的水凝胶；采用简单的合成步骤，依靠属于物理非共价型的主客体包和作用和化学共价型的可逆硼酸酯键，形成了具有自愈合功能、pH敏感、力学性能较强且非常稳定的水凝胶。

技术领域

本发明属于水凝胶制备技术领域，特别涉及一种快速制备具有紫外、pH敏感的自愈合水凝胶的方法。具体是应用环糊精与偶氮苯单体形成主客体包合作用，并通过环糊精上的顺式二醇在碱性条件下与苯硼酸可聚合单体上的硼酸基团形成交联点，然后加入水溶性单体、引发剂通过聚合得到以上具有紫外、pH双重响应性且具有自愈合水性能的凝胶。

背景技术

凝胶是一种可吸收大量溶剂但不溶于溶剂的高分子或者大分子聚集体，它们在水中可迅速溶胀平衡并能保持其形状和三维空间网络结构，因此被称为软材料。水凝胶在自然体系中是普遍存在的，特别是在生物体中，它是一种亲水性的聚合网状物并且能够吸收大量的水。水凝胶广泛应用于伤口敷料、生物组织工程、药物传递体系和人体医疗器件等众多领域。植入生物体的凝胶由于易受到外力挤压、体液侵蚀以及其他化学物质的侵入而受损，从而在凝胶中出现裂纹影响凝胶结构的完整性和力学性能，进而缩短凝胶植入体寿命，危急病人健康和安全，但是受损的凝胶难以用人工的方法修复、清理。自愈合水凝胶的提出为修复软材料的微观裂纹，延长凝胶材料的工作寿命以及提高其安全性提供了可能的途径。

自愈合水凝胶主要是利用动态建构化学的原理，动态建构化学是由超分子之父Lehn提出，基于这一理论，可将自愈合水凝胶的设计和修复方式总结归纳为两种类型：一类是基于超分子化学中弱相互作用力的物理型自愈合水凝胶，主要依靠疏水相互作用、氢键、静电吸引、结晶作用等分子间作用力形成可逆的凝胶网络体系，优点是交联具有瞬态特征，能够通过交联点的破坏和再形成而使应力得到松弛，缺点是通过这种作用形成的凝胶的分子间作用力较弱，它们的稳定性不高；另一类是基于动态共价化学的化学型自愈合水凝胶，这类特殊的共价键既具有共价键的稳定性质，又具有一定的可逆性，为凝胶的自愈合提供条件，优点是通过这种作用形成的凝胶稳定性较高，可逆交换的条件温和、速度较快，缺点是不是所有的动态化学型水凝胶都具有自愈合性能。环糊精为通过糖苷键连接而成的环状低聚物，以其特有的分子结构：腔内疏水、腔外亲水的两亲性特点能够与选择性与大小和形状与其空穴匹配的疏水性客体分子结合产生相互作用，在水相介质中形成络合物，这种主客体之间的相互作用已被广泛用于制备自愈合水凝胶。此外，环糊精上的顺式二醇也可与苯硼酸形成可逆的共价键。本发明通过环糊精同时在水凝胶中引入主客体相互作用以及硼酸酯可逆化学键，获得一种具有紫外、pH双重响应性的自愈合水凝胶，目前还没有相关的文献报道。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制备具有紫外、pH双重响应性的自愈合水凝胶的方法，以解决现有技术中自愈合水凝胶合成步骤复杂、自愈合效率低、生物相容性差等缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有紫外、pH敏感的自愈合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备偶氮苯可聚合单体，由环糊精和偶氮苯可聚合单体形成主客体包合物；