[发明专利]利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法

权利要求书

1.一种利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)制备含有紫外光吸收剂的聚电解质/AM前驱体溶液；

(2)根据不同3D构型的需要，将预先设计的光掩模覆盖到玻璃模具的表面上，并将聚电解质/AM前驱体溶液注射到玻璃模具中，随后用365nm紫外灯进行单向或双向光照3h～4h，得到各向异性聚电解质/PAM双网络水凝胶；

(3)将步骤(2)得到的聚电解质/PAM双网络水凝胶从玻璃模具中取出，其会在空气中自发地转化为预先设计的3D构型，从而得到聚电解质/PAM 3D自变形双网络水凝胶。

2.根据权利要求1所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，所述聚电解质为壳聚糖、聚亚胺、海藻酸钠、羧甲基纤维素或聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)。

3.根据权利要求1所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，所述紫外光吸收剂为氧化石墨烯、UVF-22或3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇300酯。

4.根据权利要求1所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体步骤为：将丙烯酰胺、聚电解质、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、紫外光吸收剂和2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮加入到去离子水中，搅拌混合均匀，得到聚电解质/AM前驱体溶液。

5.根据权利要求4所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，所述聚电解质/AM前驱体溶液中的丙烯酰胺的质量百分比浓度为17％～20％、聚电解质的质量百分比浓度为0.5％～5.0％、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分比浓度为0.5％～1％、紫外光吸收剂的质量百分比浓度为0.05％～1.5％、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的质量百分比浓度为0.4％～0.5％。

6.根据权利要求4所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌为机械搅拌，搅拌转速为200rpm～400rpm，搅拌的时间为1h～2h。

7.根据权利要求1所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，所述步骤(2)中玻璃模具由两块透光玻璃片与置于两玻璃片之间的垫片组成，垫片不透光。

8.根据权利要求1所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，将步骤(3)得到的聚电解质/PAM 3D自变形双网络水凝胶置于不同浓度的乙醇水溶液中，水凝胶会发生不同的3D变形行为；随着乙醇溶液浓度的增加，水凝胶的弯曲角度逐渐增大。

9.根据权利要求1所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，步骤(3)得到的聚电解质/PAM 3D自变形双网络水凝胶还能够进行二次交联，提升聚电解质/PAM 3D自变形双网络水凝胶的力学性能；所述二次交联是指用CaCl₂水溶液、FeCl₃水溶液或低分子量CS水溶液浸泡步骤(3)得到的聚电解质/PAM 3D自变形双网络水凝胶。

10.根据权利要求9所述的利用光吸收剂一步制备3D自变形双网络水凝胶的方法，其特征在于，将二次交联后的聚电解质/PAM 3D自变形双网络水凝胶置于不同浓度的乙醇溶液中，其变形行为不同，乙醇溶液浸泡后的水凝胶的力学性能显著提高。