[发明专利]一种基于双硒动态共价键和四重氢键的自修复水凝胶

摘要

本发明公开了一种基于双硒动态共价键与四重氢键的聚氨酯自修复水凝胶的制备方法，该水凝胶是通过二异氰酸酯、聚乙二醇、双硒二醇、UPy基扩链剂和交联剂三羟甲基丙烷在四氢呋喃中反应得到有机凝胶，然后在去离子水中浸泡脱除溶剂和未反应小分子后得到。该水凝胶基于双硒动态共价键在可见光照下的动态特性和UPy四重氢键快速断裂‑重组特性，在温和可见光照下即可实现对损伤可重复的快速自修复，避免了传统自修复所需的如高温、紫外光照等较强外部刺激对材料结构的破坏。该水凝胶为聚氨酯结构，以聚乙二醇为亲水性软段，具有优良的生物相容性和分子结构可设计性，能很好的满足实际应用的需要，因而在生物组织工程领域有广阔的应用前景。

主权项

1.本发明专利涉及一种基于双硒动态共价键的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，该水凝胶是通过二异氰酸酯、聚乙二醇、双硒二醇和UPy基扩链剂反应得到聚氨酯预聚体，然后加入三羟甲基丙烷交联成凝胶，并在去离子水中浸泡得到。其各组分的质量配比如下：该自修复水凝胶是通过以下特定工艺合成：(1)在90～130℃，利用旋转蒸馏装置在真空度为0.09MPa的条件下对高分子二元醇减压蒸馏3～5小时，以去除水分；(2)在100～120℃，一定量的甲基胞嘧啶与二异氰酸酯反应16～24小时，而后加入一定量正戊烷，产物中产生沉淀，过滤出沉淀物，用正戊烷清洗后在30～40℃、0.09～0.08MPa下蒸干溶剂，得带异氰酸酯基团的甲基胞嘧啶，即UPy‑NCO；(3)在25～35℃，一定量的UPy‑NCO与2‑氨基‑2‑甲基‑1，3‑丙二醇在有机溶剂中回流反应4～8小时，产物离心后取沉淀部分在30～40℃、0.09～0.08MPa下蒸干溶剂，得到UPy基扩链剂；(4)在三口烧瓶中按照顺序依次加入一定量的高分子二元醇、二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡，加热至60～90℃，反应3～6小时；(5)降温至50～60℃，加入一定量的有机溶剂降粘，再加入一定量的UPy基扩链剂和双硒二醇进行扩链，继续反应6～8个小时，得到端基为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体；(6)冷却至30～50℃，加入一定量三羟甲基丙烷，剧烈搅拌后，将产物移入模具中，并在50～80℃的烘箱中熟化8～12小时，得到基于双硒动态共价键和四重氢键的自修复聚氨酯凝胶；(7)将凝胶在0.09～0.08MPa，40～60℃下蒸干溶剂，并浸泡在去离子水中48～72小时，每12小时换一次水，以去除未反应小分子，得到基于双硒动态共价键和四重氢键的自修复聚氨酯水凝胶。