[发明专利]一种基于酰腙键的自修复聚合物水凝胶及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种基于酰腙键自修复聚合物及其制备方法，制备方法如下：将聚乙二醇、含醛基的双端二羟基化合物及催化剂溶解在溶剂中，搅拌均匀，加入二异氰酸酯，反应得到侧链含醛基的聚合物溶液；加入三嗪三酰肼的DMF溶液，搅拌均匀后室温下静置反应，得到基于酰腙键的自修复聚合物凝胶；将制备的基于酰腙键的自修复聚合物凝胶在去离子水中浸泡，定期换水，即得基于酰腙键的自修复聚合物水凝胶。本发明的自修复聚合物在苯胺或者酸性条件下，常温下可实现快速自行愈合受损伤部位；具有良好的力学性能，且7h自修复后的产物仍能保持较好的力学性能；具有良好的生物相容性，不会对有机体产生危害。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种基于酰腙键自修复聚合物水凝胶及其制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着电子技术的发展,高分子材料在人们现实的生活生产中的应用也变得越来越广泛，越来越全面，此时人们对可穿戴电子设备提出了各种新的构想。但是由于使用环境、时间等问题，使用过程中材料表面不可避免的出现划痕破损的情况，内部更是不可避免的出现一些裂纹，继而影响该材料的性能，使用寿命甚至存在安全隐患。高分子材料的研究人员经过多年的研究与探索，自修复材料是一种在物体受损时能够进行自我修复的新型材料，在一些重要工程和特殊领域具有重要的发展前景及应用价值。

近几年，自修复材料领域发展迅速，出现了大量成果。自修复材料的应用不仅能够延长材料的使用寿命，而且还可以增加材料的安全系数。本征型自修复材料指的是自修复材料中不再需要加入愈合剂，它的原理是利用材料本身所含有的一些特定的分子结构或特殊的化学键结构来修复材料的损伤部位。本征型的自修复体系中，可逆共价键的自修复体系是其重要组成部分，包括Diels-Alder反应、双硫键、可逆亚胺键、三硫酯键、双硒键、酰腙键等；

聚氨酯是一种独特的材料，其性能和应用十分广泛，因为它们可以通过选择不同组成单体而适用于各种特定的应用。聚氨酯因其具有优异的力学性能和较好的生物相容性，常常被应用于自修复材料中，但可逆酰腙键较难直接接枝到聚氨酯上，或接枝步骤繁琐、成本过高导致产物产量较低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目是提供一种基于酰腙键的自修复聚合物水凝胶及其制备方法，首先合成侧链含有醛基的聚合物溶液，通过三嗪三酰肼交联，经后处理得到基于酰腙键的自修复聚合物水凝胶。

具体地，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，提供一种基于酰腙键的自修复聚合物水凝胶的制备方法，所述方法步骤如下：

将聚乙二醇、含醛基的双端二羟基化合物及催化剂溶解在溶剂中，搅拌均匀，加入二异氰酸酯，反应得到侧链含醛基的聚合物(BA-PU)溶液；

将BA-PU溶液降温后加入三嗪三酰肼的DMF溶液，搅拌均匀后室温下静置反应，得到基于酰腙键的自修复聚合物凝胶(AH-PU)；将制备的AH-PU在去离子水中浸泡，定期换水，即得基于酰腙键的自修复聚合物水凝胶(AH-WPU)。

在一种具体的实施方式中，所述侧链含醛基的聚合物(BA-PU)的制备方法如下：

将聚乙二醇、含醛基的双端二羟基化合物及催化剂溶解在溶剂中，搅拌均匀，加入二异氰酸酯，机械搅拌下，升温反应，即得支链为醛基的聚合物(BA-PU)溶液，BA-PU的重均分子量为7.5×10⁴-7.0×10⁵g/mol。

在本发明的第二方面，提供一种第一方面所述基于酰腙键的自修复聚合物水凝胶的制备方法制备得到的基于酰腙键的自修复聚合物水凝胶。