[发明专利]木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了木犀草素‑聚乙烯醇高分子水凝胶及其制备方法和应用，其制备方法为：在高温下，将木犀草素溶于聚乙烯醇溶液中，充分搅拌反应再超声波分散，静置冷却至室温，或者通过冷冻解冻法可得到木犀草素‑聚乙烯醇高分子水凝胶；本发明开发的木犀草素可以在极低的浓度下大大提高了聚乙烯醇水凝胶的机械性能，木犀草素‑聚乙烯醇高分子水凝胶在一定范围内表现出不随温度和频率变化的稳定性，同时材料具有优异的拉伸性和模塑性；本发明使用的木犀草素及聚乙烯醇均具有环保，清洁，无毒无害等优点，这种水凝胶材料，制备过程也简单易行，用料少，并且可循坏利用和性能优异，有助于聚乙烯醇水凝胶在绿色环保材料方面的应用。

技术领域

本发明涉及绿色环保水凝胶技术领域，特别是木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

在高分子材料中，聚乙烯醇已经被广泛研究，这是一种半结晶性,无毒,无腐蚀性的长链水溶性高分子，分子链上含有大量的羟基，易形成分子间或分子内氢键，但是分子结构如一条条长的线，导致聚乙烯醇水溶液在室温下不能成为凝胶，并且容易受温度等外界影响，通常通过添加交联剂和多次冷冻解冻循环法结合提高凝胶强度。交联剂主要用在高分子材料中，交联剂的作用就是在线型的分子之间产生化学键，使线型分子相互连在一起，形成网然结构，因此开发出更高效的交联剂对高分子水凝胶有非常重要的意义。目前使用的交联剂的来源一般是化学合成或从生物材料中提取，前者称化学交联剂，后者称生物交联剂。

目前，聚乙烯醇常用的化学交联剂有戊二醛，硼砂等，利用与其他分子上的氨基、巯基、羟基等发生共价结合，但是通常这类交联剂大多对生物体伤害作用，以及存在污染环境的风险，也限制了聚乙烯醇在绿色环保材料方面的应用。而人工提取于自然界中的动植物中，对人体和环境基本无害的生物交联剂已报道的很少，得到应用最多的是仅有两种，一种为京尼平，这种从栀子和女贞中提取得到的物质，然而京尼平稳定性较差，需低温保存。另一种为植物单宁酸，这种由五倍子中得到的一种鞣质，化学组成比较复杂。近年来，虽然聚乙烯醇水凝胶被广泛研究，但仍需要开发出更环保和高效的交联剂，因此制备出兼顾优异的机械性能和环保无害的聚乙烯醇凝胶仍然是一个难题。

木犀草素是一种天然黄酮类化合物，存在于多种植物中分子结构简单，化学性质非常稳定，但是木犀草素分子为共轭的平面结构，两个苯环上分别有两个羟基，使得分子间氢键作用力很强，和其他大多数黄酮一样，木犀草素即使是在高温下水溶性也很差，它有类似于硼砂的共平面结构，又有类似于单宁酸的酚羟基，同样的，酚羟基与其他羟基也应该能形成较强的氢键作用。多数有关于木犀草素的报道开发其在抗肿瘤，抗炎，抗病毒等生物活性及医药价值，通过不同的载体如聚乙二醇，明胶等，负载更多木犀草素分子从而提高其药效等，而关于木犀草素作为生物交联剂等其他用途，没有文献报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，开发一种兼具优异机械性能和绿色环保的木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶，木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶的形貌是典型的多孔网状结构，所使用的木犀草素可以解决聚乙烯醇难以形成凝胶，机械性能差的问题，可以作为潜在的生物交联剂继续开发利用；本发明还提供了上述木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶的制备方法，制备工艺简单易行，绿色环保。本发明还提供了上述木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶在和可拉伸材料和可循坏材料方面的应用，性能优异。

木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶，包括木犀草素和聚乙烯醇溶液；所述木犀草素的临界凝胶质量分数为0.04wt％，所述聚乙烯醇溶液的质量分数为 10wt％。

进一步，所述木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶应用于可拉伸材料方面。

进一步，所述木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶应用于可模塑材料方面。

进一步，所述木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶应用于可循环材料方面。

木犀草素-聚乙烯醇高分子水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一、升温；步骤二、搅拌、超声波分散；步骤三、凝固；步骤四、保存；其中：