[发明专利]一种提高聚丙烯酰胺水凝胶机械性能的制备方法

说明书

本发明属于水凝胶制备领域，涉及一种提高聚丙烯酰胺水凝胶机械性能的制备方法，包括：将多巴胺盐酸盐溶于缓冲溶液中，然后再加入所述DMDES乳液模板，混匀，进行反应，反应完成后，加入乙醇混匀，以去除乳液模板，离心去除上清液，再用RO水洗多次，得到PDA胶囊，并制备PDA胶囊悬浮液；向所述PDA胶囊悬浮液依次加入丙烯酰胺、引发剂、交联剂、催化剂，聚合，得到含PDA胶囊的PAAM水凝胶。本发明向PAAM水凝胶中引入PDA胶囊，既增加PAAM水凝胶交联密度，同时PDA胶囊的易变形性也为PAAM水凝胶提供了一种能量耗散机制，因此，相对向PAAM水凝胶中引入不易变形的纳米颗粒，引入PDA胶囊能显著提高PAAM水凝胶的机械性能，为高机械性能PAAM水凝胶的制备提供了一种新方法。

技术领域

本发明属于水凝胶制备领域，具体涉及一种提高聚丙烯酰胺水凝胶机械性能的制备方法。

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。

聚丙烯酰胺(PAAM)水凝胶由于无毒副作用、性能稳定，被广泛应用于组织填充、药物载体、传感器等领域。但由于PAAM自身柔软的特性以及缺少能量耗散机制，PAAM水凝胶的机械强度较低，这使其在强度要求相对较高的领域，如人工肌肉、机械传动装置、生物传感器等的应用受到很大的限制。常见增强水凝胶机械性能的策略有提高水凝胶的交联密度(如提高交联剂浓度、提高聚合物浓度等)、纳米增强增韧机理(向水凝胶中引入纳米颗粒或二维纳米材料)和引入能力耗散机制(拓扑结构、互穿网络)等。文献调研已表明，提高丙烯酰胺的浓度、提高PAAM水凝胶交联剂的浓度、向PAAM水凝胶中加入石墨烯、氧化石墨烯、纳米粘土等纳米材料、向PAAM水凝胶中引入壳聚糖形成互穿网络等都不同程度的提高了PAAM水凝胶的机械性能，并在不同领域得到良好应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种提高聚丙烯酰胺水凝胶机械性能的制备方法。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种提高聚丙烯酰胺水凝胶机械性能的制备方法，包括：

将氨水加入反渗透(RO)水中混合均匀，再加入二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)，用涡旋混匀，静置，形成DMDES乳液模板；

将多巴胺盐酸盐溶于缓冲溶液中，然后再加入所述DMDES乳液模板，混合均匀，进行反应，反应完成后，加入乙醇混匀，以去除乳液模板，离心去除上清液，用RO水洗多次，得到聚多巴胺(PDA)胶囊，并制备PDA胶囊悬浮液；

向所述PDA胶囊悬浮液依次加入丙烯酰胺、引发剂、交联剂、催化剂，聚合，得到含PDA胶囊的PAAM水凝胶。

本发明向PAAM水凝胶中引入PDA胶囊，其中PDA胶囊与PAAM发生席夫碱反应可增加PAAM水凝胶交联密度，同时PDA胶囊的易变形性也为PAAM水凝胶提供了一种能量耗散机制，因此，相对向PAAM水凝胶中引入不易变形的纳米颗粒，引入PDA胶囊能显著提高PAAM水凝胶的机械性能，为高机械性能PAAM水凝胶的制备提供了一种新方法。

本发明的第二个方面，提供了上述的方法制备的含空心PDA胶囊的PAAM水凝胶。

本发明的有益效果在于：