[发明专利]六臂聚乙二醇氨基水凝胶、其制备方法及应用

说明书

本申请涉及一种六臂聚乙二醇氨基水凝胶及其制备方法。所述方法包括在催化剂存在条件下，由六臂聚乙二醇氨基、多羧基化合物和醋酸酐均匀混合所得的原料物反应成胶的步骤。该方法中以择基封端六臂聚乙二醇氨基为原料，多羧基化合物为交联剂，通过加入醋酸酐形成网络结构，催化剂条件下室温一步反应。方法简单；通过控制多羧基化合物的种类、比例以及新型六臂聚乙二醇氨基链长，可以实现水凝胶力学性能的调节。

技术领域

本发明属于有机高分子材料领域，涉及一种力学性能可控的新型六臂聚乙二醇水凝胶的制备方法及应用。

背景技术

水凝胶作为一种新型的功能高分子材料，因其高吸水性、优异的生物相容性和刺激响应能力引起了越来越多科研工作者的关注，被广泛应用于生物组织工程、药物控制释放、废水处理、化学机械器件、生活用品等领域。随着行业的发展和科学技术的进步，人们对水凝胶的综合性能提出了更加严格的要求。科学工作者的研究热点主要集中在改善水凝胶的力学性能和提高水凝胶的响应速率，有机/无机复合水凝胶、多孔结构水凝胶、互穿网络结构水凝胶等新型结构水凝胶吸引了众多关注。水凝胶的主要性能包括力学性能和溶胀性能，其力学性能与溶胀性能密切相关，大多数提高力学性能的方法均能导致溶胀度降低。因此在合成水凝胶时，综合考虑影响水凝胶的各种因素，从而获得符合切合要求的产品。通过传统的有机交联手段合成的水凝胶对外界刺激的响应速率较慢，这些都使水凝胶在实际应用过程受到了严重限制。鉴于此，水凝胶的力学性能和响应速度成为该领域急需解决的问题。

发明内容

基于上述现有技术中的问题，本发明旨在提供一种力学性能优良，对外界响应迅速的六臂聚乙二醇氨基水凝胶材料。其具体方案为：

一种六臂聚乙二醇水凝胶，其结构如式（I）所示：

(I)

其中，R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆为分别独立的选自或者或者，其中 n均为大于10的整数。

本发明还提供一种制备上述六臂聚乙二醇水凝胶的方法，具体方案为：在催化剂存在条件下，原料物：氨基封端的六臂聚乙二醇、多羧基化合物和醋酸酐混合反应成胶，混合反应成胶完成后，清洗去除残留原料物，水合制备水凝胶。

优选地，所述的氨基封端的六臂聚乙二醇，具有通式(II)的结构，聚合度n为正整数，n10,

(II)。

优选地，所述的多羧基化合物选自氮川三乙酸NTA、乙二胺四乙酸EDTA、二乙烯三胺五乙酸DTPA。

优选地，所述的原料物由氨基封端的六臂聚乙二醇、多羧基化合物、醋酸酐按照摩尔比1:（2-4）:（2-4）混合组成。

优选地，所述的催化剂选自N-甲基吗啉、吡啶、三乙胺、哌啶的任意一种。

优选地，所述的催化剂用量为醋酸酐物质的量的10%-50%，所述的原料物反应成胶的反应温度为30^oC-80^oC。

优选地，所述的原料物反应在无溶剂或非质子性极性溶剂环境中进行。

本发明还提供一种六臂聚乙二醇水凝胶在生物，医学，化工领域的应用。

本发明的有益效果：