[发明专利]一种抗冻多糖复合淀粉水凝胶及制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种抗冻多糖复合淀粉水凝胶及制备方法和应用，以抗冻多糖及商用淀粉为基质，以N‑异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为交联单体，N’N'‑亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，2‑羟基‑4’‑(2‑羟乙氧基)‑2‑甲基苯丙酮为引发剂，通过光化学交联方法制备具有可拉伸性能的水凝胶，其伸长率达600%。该水凝胶具有抗冻性能，可在零下70℃保持良好的柔韧性，对应力刺激响应性强，反应灵敏度高(0‑1 s)，具有导电性，可将应力输出为电信号，具有可拉伸回弹性能，可作为制备仿生皮肤及可穿戴装置的材料，应用于极冷环境中。

主权项

1.一种抗冻多糖复合淀粉水凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：抗冻多糖制备将金针菇菌丝体滤网过滤，水洗2‑3次，收集沉淀，冷冻干燥，粉碎成粉末；将该金针菇菌丝体粉末加入蒸馏水后，100℃水浴中提取1‑10h，重复三次，离心后收集上清液，浓缩，用乙醇沉淀；收集固体，干燥；其中，所述菌丝体固体粉末质量∶蒸馏水质量 =1∶5‑80；上清液∶乙醇的体积比=1∶1‑10；步骤2：选用市售淀粉，加入去离子水中，室温下搅拌成质量分数为10.0‑50.0%的淀粉乳，并用0.1 mol/L 的NaOH 溶液调节pH至10.0‑14.0，加入淀粉质量的1.0‑10.0%的NaCl抑制淀粉颗粒膨胀；在配置好的淀粉乳中加入淀粉质量的3.0‑10.0%的1, 6‑己二醇二缩水甘油醚和淀粉质量的0.6‑1.0%的四丁基溴化铵，升温至50℃，搅拌反应10‑24 h；用0.1 mol/LHCl溶液调节pH 至5.0‑8.0，用2‑5倍量的水和乙醇分别离心洗涤后，固体真空干燥，得到1, 6‑己二醇二缩水甘油醚修饰后的淀粉粉末，研磨后保存待用；步骤3：取两块清洗干净的载玻片，尺寸：12 cm x 1.5 cm x 1 mm，将厚度为 0.2～2.0 mm 的硅胶片切割成载玻片大小，并覆盖于其中一块载玻片上；将硅胶片中间部分切去，留有面积为1cm x 1.3 cm 的空白区域，将另一块干净载玻片盖与硅胶片上，形成边缘对齐的载玻片/硅胶片/载玻片三明治结构装置；利用注射器将三明治结构装置内空气抽出，并注入惰性气体；其中，所述惰性气体为氮气或氩气；步骤4：将步骤2中制备的1, 6‑己二醇二缩水甘油醚修饰后的淀粉粉末加入到去离子水中，在60‑90℃下搅拌1.5‑3.5 h，形成质量浓度为1.0‑20.0%的淀粉糊；将淀粉糊质量的1.0‑20.0%的金针菇抗冻多糖、50.0‑90.0%的N‑异丙基丙烯酰胺、0.1‑10.0%的N’N'‑亚甲基双丙烯酰胺，0.1‑10.0%的光引发剂2‑羟基‑4’‑(2‑羟乙氧基)‑2‑甲基苯丙酮及1.0‑10.0%的NaCl与所述淀粉糊均匀混合；混合液注入步骤3中制备的封闭三明治结构装置中，采用紫外光光照交联聚合制备水凝胶；其光强：10～100 mW/cm²；光照时间：0.5～5.5 h；制得所述抗冻多糖复合淀粉水凝胶。