[发明专利]一种复合水凝胶及其制备方法

说明书

本申请提供了一种复合水凝胶及其制备方法。所述复合水凝胶在作为介质的水中包括以所述复合水凝胶总重量计的以下组分：聚乙烯醇，5～20wt％；聚乙二醇，3～16wt％；α‑角蛋白，0.1～1.2wt％；和NH₃·H₂O，0.0025～0.025wt％。本申请的复合水凝胶的机械性能优异，并且具有醇响应性能。

技术领域

本发明涉及化学软材料领域，尤其涉及水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是一种亲水的三维网络结构的聚合物材料，基于共价键或者物理作用的交联结构对于维持水凝胶三维网络结构具有重要作用，三维网络结构使得水凝胶呈现出独特的溶胀行为。在水凝胶溶胀的过程中，三维网络结构通常不会被破坏，因此，水凝胶能够吸收大量水溶胀，但不会溶解于水中。

水凝胶的独特三维网络结构使得其可应用于仿生材料和人造组织等医学领域。中国专利申请CN110698719A公开了一种聚乙烯醇基水凝胶，以聚乙烯醇为原料，在-20℃条件进行物理交联，用聚乙二醇和纳米羟基磷灰石同时制孔，制得表面光滑，具有大孔结构的高强度海绵状水凝胶。上述聚乙烯醇基水凝胶的孔隙结构可以有效地阻隔外界灰尘和细菌，给伤口提供一个湿性环境，还可以吸收渗液，更换方便。

再者，水凝胶的形状记忆性能也是近年来的研究热点。形状记忆水凝胶在受到特定刺激的条件下，能够从暂时变形的形状恢复到原来的形状，也通常称为刺激响应水凝胶。目前，研究的刺激响应水凝胶包括温度响应水凝胶、pH响应水凝胶和光响应水凝胶等等，通过对水凝胶配方或者尺寸等方面的设计，以实现水凝胶对不同刺激的响应功能。

中国专利申请CN107754025A公开了一种温度响应性的超分子共聚物水凝胶栓塞材料及其制备方法，利用丙烯酰胺和N-丙烯酰氯甘氨酰胺两种单体在引发剂作用下共聚得到聚合物凝胶PNAGA-PAAm，将聚合物水凝胶与碘海醇在高温下混合得到均匀混合物。该含碘海醇的水凝胶可以在稍高于体温熔融状态下通过微导管注入肾动脉，将肾栓塞，在人体温度附近发生溶胶-凝胶转变，并且转变速度快。刺激响应水凝胶是非常好的制备智能生物材料的骨架材料，在水凝胶材料的开发研究中，各种刺激响应的水凝胶在自修复材料、药物传输、控制释放和生物传感等领域具有广阔的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种机械性能改进的，具有醇响应的复合水凝胶及其制备方法。

本发明的第一方面提供了一种水凝胶，所述水凝胶在作为介质的水中包括以所述水凝胶总重量计的以下组分：

聚乙烯醇，5～20wt％；

聚乙二醇，3～16wt％；

α-角蛋白，0.1～1.2wt％；和

NH₃·H₂O，0.0025～0.025wt％。

在本发明的水凝胶中，α-角蛋白可起增强交联剂的作用，因此，采用本发明制得的α-角蛋白复合水凝胶具有优异的机械性能。此外，α-角蛋白的加入提高了复合水凝胶的醇响应性能。

根据一种实施方式，α-角蛋白优选的含量为0.4～1.2wt％。可以举例的是α-角蛋白的含量为0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％和1.2wt％。更优选地，α-角蛋白的浓度为0.4～0.8wt％。最优选地，α-角蛋白的浓度约为0.5wt％。

根据本发明的一种实施方式，所述聚乙烯醇的聚合度为1500～2000，醇解度为88～99％。优选的，所述聚乙烯醇的聚合度为约1700。