[发明专利]一种电致黏附水凝胶及其制备方法

说明书

本发明介绍了一种电致黏附水凝胶及其制备方法，由如下质量百分比的原料组分制成：PVA5‑10wt％、QCA 5‑7.5wt％、AM 10‑15wt％、MBA0‑8wt％、PI29591‑3wt％、H₃BO₃4‑8wt％、KOH 1‑2wt％，余量为水。本发明通过季铵化反应制备了一种水溶性邻苯二酚单体2‑(3,4‑二羟基苯基)‑N‑(2‑(甲基丙烯酰氧)乙基)‑N,N‑二甲基‑2‑氧代乙醇‑1‑氯化铵，在聚乙烯醇存在下，与丙烯酰胺自由基共聚得到邻苯二酚基聚合物，再加入硼酸作为交联剂，形成硼酸酯键交联获得水凝胶，由于通电过程邻苯二酚基团在水凝胶表面的显现和隐藏，使凝胶获得电致可逆黏附性。

技术领域

本发明属于功能聚合物技术领域，具体涉及一种电致黏附水凝胶及其制备方法。

背景技术

高分子水凝胶是一种由亲水性聚合物通过物理或化学交联形成的新型功能高分子材料。由于其良好的生物相容性，水凝胶可以被应用到许多领域，如在医学领域用于药物缓释、组织工程支架材料，以及食品、通讯、环境保护等众多领域。传统水凝胶力学性能差，交联作用破坏后无法修复等特点限制了水凝胶的应用。

现有技术中，酰腙键、亚胺键、硼酸酯键等多种可逆化学键可被引入水凝胶中以获得化学型自修复水凝胶。硼酸酯键存在于某些二醇和硼酸基团之间，硼酸基团在一定条件下能与顺式二醇分子(如聚乙烯醇)反应形成复合物，基于硼酸酯键的动态性质，使水凝胶具有自我修复能力。

邻苯二酚基团可与异物表面形成非共价、共价作用，从而使水凝胶对各种异物表面都具有坚韧耐久的粘附力。最近，Zhao等人[Xiaodan Zhao,Dandan Pei,et al.GreenTea Derivative Driven Smart Hydrogels with Desired Functions for ChronicDiabetic Wound Treatment[J].Advanced Functional Materials,2021.]将含邻苯二酚基团的表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(EGCG)与3-丙烯酰胺基苯基硼酸(APBA)络合，与丙烯酰胺共聚得到智能水凝胶敷料。所得水凝胶具有足够的机械性能、自愈合能力和组织粘附性。Gan等人[Donglin Gan,Tao Shuai,et al.Mussel-Inspired Redox-Active andHydrophilic Conductive Polymer Nanoparticles for Adhesive HydrogelBioelectronics[J].Nano-Micro Letters,2020.]将含邻苯二酚的磺化木质素掺杂到不同的导电聚合物中，形成具有亲水性、导电性和氧化还原活性的导电聚合物/磺化木质素纳米粒子。这种复合纳米粒子作为纳米填料与丙烯酰胺复合来制备具有长期粘附性的导电水凝胶。尽管含邻苯二酚基团的水凝胶在皮肤黏附上已经取得了不少的成就，但是实现水凝胶本身对于皮肤的可逆黏附和脱黏附还是一个很大的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种电致黏附水凝胶。

本发明的另一目的在于提供上述电致黏附水凝胶的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种电致黏附水凝胶，由如下质量百分比的原料组分制成：

在本发明的一个优选实施方案中，所述PVA、QCA和AM的质量比为4-5:2.5-3.4:5.5-7.4。

进一步优选的，所述PVA、QCA和AM的质量比为4.5:3:6。

在本发明的一个优选实施方案中，所述PI2959的含量为1.5-3wt％。

在本发明的一个优选实施方案中，所述聚乙烯醇的平均分子量为70000-80000。

在本发明的一个优选实施方案中，所述QCA的合成路线为：