[发明专利]一种阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶及其制备方法

说明书

本发明一种阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶及其制备方法，所述的方法包括如下步骤，步骤1，在乙酸溶液中加入壳聚糖、阳离子瓜尔胶和高碘酸钠，壳聚糖、阳离子瓜尔胶和高碘酸钠的质量比为(0.1‑1)：(0.1‑1)：(0.01‑1)，得到混合溶液A；步骤2，在避光条件下，将混合溶液A在室温下反应0.5‑24h，之后将所得反应液室温放置后得到阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶；壳聚糖中引入的羰基与阳离子瓜尔胶分子上的羟基发生缩合反应形成环状缩醛，而阳离子瓜尔胶中引入的羰基与壳聚糖分子上的氨基则形成了Schiff碱，实现分子间交联，在废水处理和生物医学工程等众多领域具有潜在应用。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是亲水性聚合物通过物理交联或化学交联形成的具有三维网络结构的软材料。由于具备多孔网状结构和高含水量的特性，水凝胶具有良好的吸附性和生物相容性，使得近年来水凝胶的研究成为热点。

现有水凝胶的制备方法往往较为复杂，需要使用化学交联剂，在使用过程中交联剂存在解离渗出的危险，会影响其应用。此外，现有水凝胶的功能往往比较单一，对其实际应用具有一定限制。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶及其制备方法，高效、简单、安全、环保，利用全生物质的原料实现了水凝胶的多功能性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶的制备方法，包括如下步骤，

步骤1，在乙酸溶液中加入壳聚糖、阳离子瓜尔胶和高碘酸钠，壳聚糖、阳离子瓜尔胶和高碘酸钠的质量比为(0.1-1)：(0.1-1)：(0.01-1)，得到混合溶液A；

步骤2，在避光条件下，将混合溶液A在室温下反应0.5-24h，之后将所得反应液室温放置后得到阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶。

优选的，步骤1中，所述的乙酸溶液中乙酸的体积占乙酸溶液体积的0.1％-10％。

优选的，步骤1中，先在乙酸溶液中加入壳聚糖后搅拌，至壳聚糖完全溶解后，再加入阳离子瓜尔胶后搅拌，至阳离子瓜尔胶完全溶解后，最后加入高碘酸钠。

进一步，壳聚糖和阳离子瓜尔胶的搅拌时间均为6-24h。

优选的，步骤1在加入高碘酸钠时，先将0.01-1g的高碘酸钠溶于3ml的去离子水中，之后用滴管将所得溶液滴加到乙酸溶液中。

优选的，步骤2中，所述的混合溶液A在搅拌下反应。

优选的，步骤2中，所述的反应液放置0.5-24h后得到阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶。

一种上述任意一项所述的阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶的制备方法得到的阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种阳离子瓜尔胶/壳聚糖复合水凝胶的制备方法，无需使用化学交联剂，基于阳离子瓜尔胶/壳聚糖体系，通过化学交联作用，即分子间缩合反应进行制备，在此过程中使用高碘酸钠作为氧化剂来选择性氧化阳离子瓜尔胶和壳聚糖分子，在阳离子瓜尔胶和壳聚糖中原位引入羰基，壳聚糖中引入的羰基与阳离子瓜尔胶分子上的羟基发生缩合反应形成环状缩醛，而阳离子瓜尔胶中引入的羰基与壳聚糖分子上的氨基则能够形成Schiff碱，实现分子间交联，从而得到自交联复合水凝胶；整个水凝胶制备过程在室温下进行，凝胶化过程依靠原位生产的官能团自发进行，无需添加化学交联剂；得益于该绿色凝胶化工艺，这种多功能性全生物质水凝胶可以在废水处理和生物医学工程等众多领域具有潜在应用。