[发明专利]一种高透明度高韧性抗菌型聚乙烯醇水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高透明度高韧性抗菌型聚乙烯醇水凝胶，由聚乙烯醇与植物多酚制备而成，属于功能化新材料领域。其通过以下步骤制备而成：（1）将定量聚乙烯醇加入水中，搅拌升温得到聚乙烯醇水溶液；（2）将聚乙烯醇水溶液转移至模具中，supgt;60/supgt;Coγ射线或电子束辐照成型；（3）将植物多酚加入水中，得到植物多酚水溶液；（4）将成型的聚乙烯醇水凝胶在植物多酚水溶液中浸泡一定时间。所制备的水凝胶最大拉伸强度和最大断裂伸长率分别是未浸泡植物多酚水溶液聚乙烯醇水凝胶的14.8倍和4.7倍，并表现出良好的抗菌性和透明度。

技术领域

本发明属于功能化新材料领域，具体涉及一种具有高透明度高韧性抗菌型聚乙烯醇水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是一类包含大量水分的具有三维网络结构的高分子材料，其在关节润滑、生物组织工程、药物控释载体等领域有重要应用前景。聚乙烯醇是一种水溶性聚合物，生物相容性优良，无毒性，其生产和使用符合当今环境保护的要求，是绿色化工材料，因而聚乙烯醇水凝胶被广泛应用于农林、工业、医药卫生等领域。

聚乙烯醇水凝胶常用的制备方法有化学法、物理法和辐射法等。化学法使用乙二醛、戊二醛、京尼平或硼酸(CN201610026855.0)等毒性试剂作为交联剂，这种毒性交联剂难以消除，微量残留亦会使水凝胶失去无毒性；冻融法(CN201710928649.3)是最常见的一种制备聚乙烯醇水凝胶的物理方法，该方法制得的水凝胶具有弹性好的优点，但这种水凝胶是一种物理凝胶，在较高温度时会溶解成溶液，需要进行多次冻融方法制备，耗能且耗时，所制备的水凝胶的溶胀度较小，并且不透明；辐射法是一种绿色合成聚乙烯醇水凝胶的方法，合成效率高，凝胶透明度好，但存在力学性能差，强度不高、韧性差、易破碎的问题。目前还需对其进行改进。

发明内容

针对聚乙烯醇水凝胶目前合成途径及存在的问题，本发明目的在于提供一种简单高效的高透明度高韧性抗菌型聚乙烯醇水凝胶及其制备方法。

为实现上述目的，本发明先将聚乙烯醇水溶液利用⁶⁰Coγ射线或电子束辐照成型，再将聚乙烯醇水凝胶加入到植物多酚水溶液中浸泡制备而成。

具体采用如下技术方案：

所述高透明度高韧性抗菌型聚乙烯醇水凝胶的制备方法包括以下步骤：

(1)将聚乙烯醇加入水中，搅拌升温得到聚乙烯醇水溶液；

(2)将聚乙烯醇水溶液转移至模具中，⁶⁰Coγ射线或电子束辐照成型；

(3)将植物多酚加入水中，得到植物多酚水溶液；

(4)将成型的聚乙烯醇水凝胶在植物多酚水溶液中浸泡。

进一步地，步骤(1)中，聚乙烯醇水溶液的质量分数为10～15％。

进一步地，步骤(2)中，⁶⁰Coγ射线或电子束辐照剂量为10～30kGy，由于辐照合成聚乙烯醇水凝胶过程中，交联和降解同时存在，过低剂量聚乙烯醇凝胶无法成型，过高剂量浪费能耗。

进一步地，步骤(3)中，植物多酚水溶液的质量分数为0.1～1％。

进一步地，步骤(4)中，成型聚乙烯醇水凝胶在植物多酚水溶液中浸泡时间为2～48h。

进一步地，植物多酚为单宁酸(TA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)，儿茶素，没食子酸等。

由于单宁酸(Tannic acid,TA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechingallate,EGCG)，儿茶素(Catechin)、没食子酸(Ellagic acid)等是一类经提取的天然多酚类化合物，其化学结构中富含酚羟基，具有优异的抗菌、抗病毒、抗氧化和止血功能。本申请使用该类多酚与聚乙烯醇制备的复合水凝胶具有良好的抗菌性能。