一种自愈合聚合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于凝胶制品，具体涉及一种自愈合聚合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、水凝胶，也称为胶体凝胶，它是由具有亲水性能的聚合物链或者单体物质在水中发生交联，加入适当引发剂或者采用光引发等而形成的一种三维网络结构的高分子物质，可通过静电作用、共价化合键交联等方法制备。

2、水凝胶的种类繁多，根据不同方式，对其进行分类，按照形成水凝胶网络键合方式的不同，可以将水凝胶分为物理水凝胶和化学水凝胶。其中，物理水凝胶是指凝胶分子链之间能够通过物理作用相连接，这些物理作用主要有氢键、亲疏水相互作用、金属配位、离子静电作用等，它的聚合物分子链之间并没有形成共价键，这也是物理水凝胶与化学水凝胶相比较，当它运用在人体环境中存在稳定性差的原因；同时使用物理作用形成的凝胶，在一定条件下可以转化，例如通过加热、紫外线照射凝胶，能够改变它的物理状态，可使其从原本的凝胶态转变为均匀溶液；化学水凝胶是通过形成水凝胶的单体物质，发生化学反应形成的，这些反应会在聚合物分子链之间形成共价键，给水凝胶提供较强的作用力，使其机械性能更加优良，并且，其还具有优越的亲水保水性能与良好的生物相容性。所以，化学水凝胶由于其在人体环境中更加稳定，其机械性能更加优良，生物相容性更好，而被广泛使用。

3、聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶是广泛使用的化学水凝胶之一，但是现有的聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)存在力学性能差等缺点，阻碍了水凝胶的发展应用。

技术实现思路

1、本发明是通过在聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶体系中引入丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇制备水凝胶，其可以显著提高聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶的力学性能(比如拉伸强度、自愈合后拉伸强度或自愈合效率)。

2、为了达到上述目的，本发明可以采用以下技术方案：

3、本发明一方面提供一种自愈合聚合物，其制备原料包括：丙烯酰胺、丙烯酸和促进剂；其中，促进剂包括丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一种或多种组合。

4、优选地，上述制备原料可以满足以下条件中的一种多种组合：(a)丙烯酰胺和丙烯酸的摩尔比为(1-7)：(3-9)；(b)促进剂的质量为丙烯酸质量的3％-23％；(c)丙烯酰胺和丙烯酸的总质量百分数为制备原料的44％-50％；(d)制备原料还包括引发剂；

5、更优选地，上述制备原料可以满足以下条件中的一种多种组合：(a)丙烯酰胺和丙烯酸的摩尔比为5：5；(b)促进剂的质量为丙烯酸质量的4％；(c)丙烯酰胺和丙烯酸的总质量百分数为制备原料的47％；(d)引发剂选自过硫酸钾、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种或多种组合。

6、本发明另一方面提供一种本发明中的自愈合聚合物的制备方法，包括：将制备原料混合得自愈合聚合物。

7、优选地，上述制备方法中，将制备原料混合后进行干燥得自愈合聚合物。

8、优选地，上述干燥可以满足以下条件中的一种或多种组合：(a)干燥温度为55℃-65℃；(b)干燥时间为3h-5h；(c)混合后倒入模具中再进行干燥。

9、本发明再一方面提供一种凝胶产品，其由本发明中的自愈合聚合物制备而成。

10、本发明再一方面提供一种本发明中的自愈合聚合物在制备凝胶产品中的应用。

11、优选地，上述凝胶产品包括：药物制剂、组织工程支架、吸附剂、食品保鲜剂或隐形眼镜。

12、本发明再一方面提供一种提高丙烯酰胺和丙烯酸交联凝胶体系的拉伸强度和/或自愈合效率的方法，其包括：在丙烯酰胺和丙烯酸交联凝胶体系中加入促进剂，促进剂包括丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一种或多种组合。

13、本发明有益效果至少包括：本发明提供的自愈合聚合物中引入了促进剂，显著提高了丙烯酰胺和丙烯酸交联凝胶体系的力学性能；具体地，其拉伸强度可以达到0.26mpa，同时自愈合后拉伸强度可以达到0.18mpa，同时自愈合效率可以达到69％，显著优于丙烯酰胺和丙烯酸交联的凝胶体系。

1.一种自愈合聚合物，其特征在于，其制备原料包括：丙烯酰胺、丙烯酸和促进剂；其中，促进剂包括丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一种或多种组合。

2.根据权利要求1所述的自愈合聚合物，其特征在于，制备原料满足以下条件中的一种多种组合：

3.根据权利要求2所述的自愈合聚合物，其特征在于，制备原料满足以下条件中的一种多种组合：

4.权利要求1至3中任一项权利要求所述的自愈合聚合物的制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将制备原料混合后进行干燥得自愈合聚合物。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，干燥满足以下条件中的一种或多种组合：

7.凝胶产品，其特征在于，由权利要求1至3中任一项权利要求所述的自愈合聚合物制备而成。

8.权利要求1至3中任一项权利要求所述的自愈合聚合物在制备凝胶产品中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，凝胶产品包括：药物制剂、组织工程支架、吸附剂、食品保鲜剂或隐形眼镜。

10.一种提高丙烯酰胺和丙烯酸交联凝胶体系的拉伸强度和/或自愈合效率的方法，其特征在于，包括：在丙烯酰胺和丙烯酸交联凝胶体系中加入促进剂，促进剂包括丙三醇、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙二醇或聚乙烯醇中的一种或多种组合。