[发明专利]一种用于粘结金属材料和水凝胶的桥连分子及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于粘结金属材料和水凝胶的桥连分子在水凝胶与金属材料界面粘合中的应用，其特征在于所述桥连分子的结构式为以下结构式中的一种：

桥连分子1

桥连分子2。

2.根据权利要求1所述的用于粘结金属材料和水凝胶的桥连分子在水凝胶与金属材料界面粘合中的应用，其特征在于：

当所述桥连分子为桥连分子1时，其制备方法包括以下步骤：将12-氨基十二酸和三乙胺溶于有机溶剂中，随后加入甲基丙烯酸酐搅拌反应，反应结束后即获得桥连分子1；

当所述桥连分子为桥连分子2时，其制备方法包括以下步骤：将亚二巯基二乙酸溶于乙酸酐中进行反应，得到环形二硫酸酐，然后将得到的环形二硫酸酐与甲基丙烯酸羟乙酯溶于有机溶剂，搅拌反应，即得到桥连分子2。

3.根据权利要求2所述的用于粘结金属材料和水凝胶的桥连分子在水凝胶与金属材料界面粘合中的应用，其特征在于：

当所述桥连分子为桥连分子1时：

所述的12-氨基十二酸、甲基丙烯酸酐与三乙胺的用量比为1~ 10.0 g：1 ~ 20 mL：1 ~50 mL；所述的有机溶剂的用量满足每1~10 g的12-氨基十二酸对应加入20~300 mL的有机溶剂；

所述的有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿和丙酮中的至少一种；

所述的搅拌反应是指在冰水浴搅拌反应4~36 h；搅拌反应完成后，还包括用去离子水萃取除去杂质的步骤；

当所述桥连分子为桥连分子2时：

所述的亚二巯基二乙酸与乙酸酐的用量比为0.1~2.0 g：1.0~20 mL；所述的有机溶剂的用量满足每0.2~2.0 g的甲基丙烯酸羟乙酯对应加入10~30 mL的有机溶剂；所述的将亚二巯基二乙酸溶于乙酸酐中进行反应的温度为0 ~40℃，反应时间为4 ~24 h；

所述的有机溶剂为氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃、异丙醇、N,N-二甲基乙酰胺和二氯甲烷中的至少一种；

所述的环形二硫酸酐与甲基丙烯酸羟乙酯的用量满足环形二硫酸酐的原料亚二巯基二乙酸与甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为0.1~2.0：0.2~2.0；所述的有机溶剂的用量满足每0.2~2.0 g的甲基丙烯酸羟乙酯对应加入10~30 mL的有机溶剂；

所述的搅拌反应是指在冰水浴环境中，转速为100~1000 rpm下搅拌反应12~72 h，反应结束后还包括一个采用凝胶色谱柱在石油醚和乙酸乙酯体积比（0.5~4）:1混合溶剂作用下进行纯化的步骤。

4.根据权利要求1所述的用于粘结金属材料和水凝胶的桥连分子在水凝胶与金属材料界面粘合中的应用，其特征在于具体包括以下步骤：

（1）将桥连分子溶于溶剂中配置成桥连分子溶液，然后作用于金属材料的表面得到桥连分子修饰的金属材料表面；

（2）将水凝胶前体涂覆于步骤（1）所得桥连分子修饰的金属材料表面，通过一定条件下的反应即同时完成水凝胶的固化以及水凝胶通过桥连分子与金属材料界面的粘合。

5.根据权利要求4所述的用于粘结金属材料和水凝胶的桥连分子在水凝胶与金属材料界面粘合中的应用，其特征在于：

步骤（1）所述溶剂为丙酮、乙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷和异丙醇中的至少一种；

步骤（1）所述金属材料为镍、镁、钛、铝、钴、金、银、铂金中的一种或者以上金属中的至少两种形成的合金或不锈钢；

步骤（1）所述桥连分子溶液中桥连分子的质量分数为0.1~10 wt%；

步骤（1）所述桥连分子溶液的用量满足：每1cm²的金属材料表面对应使用0.001~10 mL的桥连分子溶液；

步骤（1）所述作用于金属材料的表面是指通过即时喷涂、粘附、浸涂和浸泡中的至少一种将溶液作用于金属材料的表面，作用时间为0.01~24 h。