[发明专利]一种高强度复合水凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种高强度复合水凝胶，是以阴阳离子官能团的交联聚离子液体形成第一网络结构，将金属离子配位咪唑活性位点构筑第二网络，建立共价键交联网络、金属配位作用和离子相互作用，形成高强度、自修复的复合水凝胶，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

（1）交联剂A： 将1-乙烯基咪唑与单体A按照一定比例溶解到溶剂中，混合均匀，在N₂保护下60~80℃进行偶联反应，得到交联剂A，其中单体A为1,2-二溴乙烷、1,3-二溴丙烷、1,4-二溴丁烷、1,5-二溴戊烷、1,6-二溴己烷、1,7-二溴庚烷、1,8-二溴辛烷、1,9-二溴壬烷或1,10-二溴癸烷中的任一种；

（2）聚离子液体水凝胶：将3-[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲铵基]丙烷-1-磺酸盐（MPS）、单体B、交联剂A和水溶性光引发剂加入到水中，充分混合均匀，N₂保护下紫外光诱导聚合反应，得到基于共价键交联和离子相互作用的聚离子液体水凝胶，其中单体B为1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-己基咪唑溴盐或1-乙烯基-3-辛基咪唑溴盐中的任一种；

（3）复合水凝胶：采用金属离子盐溶液浸泡聚离子液体水凝胶，浸泡过程中，金属离子与咪唑活性位点螯合，浸泡结束之后用去离子水洗涤，得到高强度复合水凝胶。

2.根据权利要求1所述的高强度复合水凝胶，其特征在于，所述的交联聚离子液体为3-[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲铵基]丙烷-1-磺酸盐（MPS）、单体B、交联剂A通过聚合反应形成的含阴阳离子官能团的第一网络结构，所述的金属离子与咪唑活性位点配位形成第二网络，从而在水凝胶中建立多重相互作用。

3.如权利要求1所述一种高强度复合水凝胶，其特征在于：所述步骤（1）中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲醇中的任一种。

4.如权利要求1所述一种高强度复合水凝胶，其特征在于：所述步骤（2）中水溶性光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮（Irgacure-2959）。

5.如权利要求1所述一种高强度复合水凝胶，其特征在于：所述步骤（1）中，1-乙烯基咪唑与单体A摩尔比2 : 1；溶剂用量为单体总摩尔数的1~5倍。

6.如权利要求1所述一种高强度复合水凝胶，其特征在于：金属离子为Fe³⁺、Cu²⁺或Zn²⁺，金属离子的浓度为12~24 mmol/L，浸泡时间为2~4 h。