[发明专利]一种四重形状记忆水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种水凝胶作为四重形状记忆水凝胶的用途，其特征在于，所述水凝胶是在聚丙烯酸的聚合物网状结构内包裹有分散的壳聚糖分子所构成，按质量份数计，是由下述原料混合所得悬浮液制备为水凝胶得到：

按质量份数计，上述水凝胶的制备步骤包括：

(1)将弱酸与去离子水混合配制pH为4～6的弱酸溶液；

(2)在100份步骤(1)所得弱酸溶液中加入2～6份壳聚糖，搅拌至少12h，待壳聚糖溶解后，即得壳聚糖混合溶液；

(3)另取5～20份去离子水，在搅拌条件下，加入3～15份丙烯酸，0.1～1份引发剂，0.01～0.1份交联剂，5～25份步骤(2)所得壳聚糖混合溶液，然后搅拌混合均匀得悬浊液；

(4)将步骤(3)所得悬浊液在50-70℃条件下反应1～6h后即得四重形状记忆水凝胶；

其作为四重形状记忆水凝胶的用途如下：

在上述步骤(4)反应后所得四重形状记忆水凝胶的形状为永久形状，

将所得四重形状记忆水凝胶经外力固定为临时形状α＇，然后将其浸泡在卤化盐溶液中至少20s，可使水凝胶形状固定为最终临时形状α；

将所得四重形状记忆水凝胶经外力固定为临时形状β＇，然后将其浸泡在碱溶液中至少5s，可使水凝胶形状固定为最终临时形状β；

将所得四重形状记忆水凝胶经外力固定为临时形状γ＇，然后将其浸泡在金属离子溶液中至少3s，可使水凝胶形状固定为最终临时形状γ；

当所得四重形状记忆水凝胶经卤化盐溶液浸泡固定为最终临时形状α时，在浸泡时间达60s时形变率达60％，然后将其浸泡在去离子水中，10s即可恢复为永久形状；

当所得四重形状记忆水凝胶经碱溶液浸泡固定为最终临时形状β时，在浸泡时间达15s时形变率达100％，然后将其浸泡在酸溶液中，3s即可恢复为永久形状；

当所得四重形状记忆水凝胶经金属离子溶液浸泡固定为最终临时形状γ时，在浸泡时间达15s时形变率达100％，然后将其浸泡在碱溶液中，3s即可恢复为永久形状；

当所得四重形状记忆水凝胶为最终临时形状α/β时，再经外力和金属离子溶液浸泡固定为最终临时形状γ后，再将其浸泡在卤化盐或碱溶液中时，可使水凝胶形状恢复为最终临时形状α/β，继续将其浸泡在去离子水或者酸溶液中时，水凝胶恢复为永久形态；

当四重形状记忆水凝胶在固定为最终临时形状α或β后，在空气中随时间恢复成永久形状。

2.根据权利要求1所述用途，其特征在于：所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或戊二醛。

3.根据权利要求1或2所述用途，其特征在于：所述引发剂为硝酸铈铵、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钾-亚硫酸氢钠或亚硫酸钠。

4.根据权利要求1所述用途，其特征在于：按质量份数计，所述步骤(1)为将1份冰醋酸和99份去离子水混合配置为醋酸溶液；所述步骤(2)为向步骤(1)所得醋酸溶液中加入2份壳聚糖溶液，搅拌至少12小时制得的壳聚糖溶液。

5.根据权利要求1或4所述用途，其特征在于：按质量份数计，所述步骤(3)为另取5～10份去离子水，在搅拌条件下，加入3～6份丙烯酸，0.2～0.8份引发剂，0.01～0.03份交联剂，10～20份壳聚糖溶液，继续搅拌20～40s，得混合均匀的悬浊液；所述步骤(4)为将步骤(3)所得悬浊液在60℃条件下反应1h后即得四重形状记忆水凝胶。

6.根据权利要求5所述用途，其特征在于：所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或戊二醛。

7.根据权利要求5所述用途，其特征在于：所述引发剂为硝酸铈铵、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钾-亚硫酸氢钠或亚硫酸钠。