CN110437472B - 一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用 - Google Patents
一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110437472B CN110437472B CN201910739950.9A CN201910739950A CN110437472B CN 110437472 B CN110437472 B CN 110437472B CN 201910739950 A CN201910739950 A CN 201910739950A CN 110437472 B CN110437472 B CN 110437472B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogel
- double
- water
- network hydrogel
- salt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 114
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 22
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 17
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical group C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone Chemical group CC(C)(O)C(=O)C1=CC=C(OCCO)C=C1 GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)prop-2-enamide Chemical compound OCCNC(=O)C=C UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000011837 N,N-methylenebisacrylamide Substances 0.000 claims description 28
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical group NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- -1 4-vinylbenzyl Chemical group 0.000 claims description 9
- KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-M propane-1-sulfonate Chemical compound CCCS([O-])(=O)=O KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 claims description 8
- 229920002385 Sodium hyaluronate Polymers 0.000 claims description 6
- 229940010747 sodium hyaluronate Drugs 0.000 claims description 6
- YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N sodium;(2s,3s,4s,5r,6r)-6-[(2s,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2-[(2s,3s,4r,5r,6r)-6-[(2r,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2- Chemical compound [Na+].CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YUXKSUAMHPSQQN-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxy-6-methylcyclohexa-2,4-diene-1-carbaldehyde Chemical compound OC1(C(C=CC=C1)C=O)C YUXKSUAMHPSQQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VVJKKWFAADXIJK-UHFFFAOYSA-N Allylamine Chemical compound NCC=C VVJKKWFAADXIJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 2
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 2
- MNCGMVDMOKPCSQ-UHFFFAOYSA-M sodium;2-phenylethenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 MNCGMVDMOKPCSQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)OCC[N+](C)(C)C RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 42
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 56
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 36
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 36
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 36
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 29
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 27
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 27
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 22
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 12
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 8
- 101000662530 Homo sapiens Small vasohibin-binding protein Proteins 0.000 description 7
- 102100037407 Small vasohibin-binding protein Human genes 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 description 6
- KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N hyaluronan Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)C1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H](C(O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N 0.000 description 6
- 229940099552 hyaluronan Drugs 0.000 description 6
- PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N (dimethylsulfonio)acetate Chemical compound C[S+](C)CC([O-])=O PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 5
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229940117986 sulfobetaine Drugs 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 description 4
- CLSIFQGHPQDTHQ-DTWKUNHWSA-N (2s,3r)-2-[(4-carboxyphenyl)methyl]-3-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](C(O)=O)CC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 CLSIFQGHPQDTHQ-DTWKUNHWSA-N 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 208000006735 Periostitis Diseases 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical class C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 210000001188 articular cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000004693 imidazolium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 125000002816 methylsulfanyl group Chemical group [H]C([H])([H])S[*] 0.000 description 1
- 210000003460 periosteum Anatomy 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000005504 styryl group Chemical group 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
- C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
- C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
- C08F212/14—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by heteroatoms or groups containing heteroatoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/58—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
- C08J2325/18—Homopolymers or copolymers of aromatic monomers containing elements other than carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2333/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
- C08J2405/04—Alginic acid; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
- C08J2405/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
- C08J2405/12—Agar-agar; Derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
本发明属于高分子水凝胶领域，具体公开了一种高强度、盐响应的双网络水凝胶，其表面摩擦/润滑可调，表面在水中摩擦、在盐水中润滑；所述双网络水凝胶通过将两性离子单体、引发剂、交联剂溶于水，再加入水溶性聚合物，混合得到反应液；在惰性气体保护下，将所述反应液注入模具中，经自由基聚合反应制得。本发明还公开了上述双网络水凝胶在制备摩擦/润滑表面中的应用。本发明物理‑化学双网络水凝胶具有良好的力学性能和盐响应性，在水中表面表现出摩擦性能，在盐水中表面表现出润滑性能，可通过控制水凝胶中两性离子的含量，以及水凝胶所处盐溶液环境来调节表面摩擦/润滑性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子水凝胶技术领域，具体涉及一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用。
背景技术
水凝胶是一种由亲水聚合物通过交联方式形成三维网状结构的软材料，其含水量可高达95％，具有较好的生物相容性。水凝胶的高保水性和生物相容性使其成为非常重要的软材料，在生物医学领域应用前景非常广阔。此外，将刺激响应性聚合物通过物理或化学的方式交联可制备得到智能水凝胶，通过改变外界环境条件(如：温度、pH、光、电场、离子等)，诱导智能水凝胶体积、形状或其他物理化学性质发生变化，可被应用于生物医学和工业应用等领域。
摩擦与润滑是一对矛盾体，人和动物的关节软骨在骨液环境中表现出优异的润滑性能，而行走往往需要足够的摩擦力支撑。而将刺激响应性聚合物引入水凝胶中，可以进一步得到性能可控的智能水凝胶，这使得在水凝胶上同时体现摩擦/润滑性能成为可能。
盐溶液在日常生活和工业生产中大量存在，如生物体内液态环境、海洋和工业废水等，因此，盐响应性聚合物具有来源广、成本低和易处理等优势。传统的盐响应性聚合物为聚电解质型，即在水中溶胀(润滑)，在盐水中收缩(摩擦)，典型的有聚甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵，然而，这种传统水凝胶无法在盐溶液中构建润滑表面，大大限制了水凝胶的应用范围。
因此，为了进一步扩大水凝胶的应用范围，亟待开发出一类机械强度高、表面摩擦/润滑可调(其表面在水中摩擦，在盐水中润滑)的盐响应型水凝胶。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种高强度、盐响应的双网络水凝胶，该水凝胶强度高、表面可调节为在水中摩擦，在盐水中润滑，提高了水凝胶的智能性，进一步扩宽了盐响应型水凝胶的应用范围。
本发明的另一目的还在于提供了上述高强度、盐响应的双网络水凝胶在制备摩擦/润滑表面中的应用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高强度、盐响应的双网络水凝胶，所述双网络水凝胶表面的摩擦/润滑可调，其表面在水中摩擦、在盐水中润滑；
所述双网络水凝胶通过将两性离子单体、引发剂、交联剂溶于水，再加入水溶性聚合物，混合得到反应液；在惰性气体保护下，将所述反应液注入模具中，经自由基聚合反应制得。
本发明基于一锅反应制备得到具有物理-化学双网络结构的水凝胶，其中，水溶性聚合物构成物理凝胶，盐响应性单体两性离子经过紫外光聚合构成化学凝胶，该水凝胶结合了双网络结构的高机械性能和两性离子聚合物的反聚电解质效应，不仅使得水凝胶具有较高力学性能，还可以通过调控水凝胶所在环境的盐浓度和盐种类，进而调控水凝胶表面摩擦/润滑性能，使其表面在水中摩擦，在盐水中润滑，大大提高了水凝胶的智能性。
所述两性离子单体、水溶性聚合物、交联剂和引发剂的质量比为100：4～30：0.5～3：0.5～5。作为优选，所述两性离子单体、水溶性聚合物、交联剂和引发剂的质量比为100：4～10：0.05～10：2～3。
作为优选，所述双网络水凝胶通过将两性离子共聚物、引发剂、交联剂溶于水再加入水溶性聚合物混合得到反应液；在惰性气体保护下，将所述反应液注入模具中，经自由基聚合反应制得。
所述两性离子共聚物由两性离子单体与水溶性单体共聚得到；所述水溶性单体为丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、苯乙烯磺酸钠、烯丙基胺盐酸盐、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。
这是由于两性离子单体活性较低，自由基活性较高，引发聚合速度慢；而水溶性单体活性较高，自由基活性较低，其与两性离子单体形成的两性离子共聚物的活性高，引发聚合速度快，可进一步提高双网络水凝胶的机械性能。
所述两性离子单体、水溶性单体、水溶性聚合物、交联剂和引发剂的质量比为100：30～300：4～30：0.5～3：0.5～5。
所述两性离子单体为以乙烯基或苯乙烯基为可聚成分，以季铵盐、吡啶盐、咪唑盐或甲硫盐为阳离子成分，以羧酸盐或磺酸盐为阴离子成分的两性离子单体。
作为优选，所述两性离子单体为3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)、磺酸甜菜碱(SBMA)、苯乙烯基吡啶乙磺酸(SVBP)或羧酸甜菜碱(CBMA)。
所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、海藻酸盐、琼脂糖、透明质酸钠、壳聚糖和明胶中的任意一种或多种。作为优选，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、海藻酸盐、琼脂糖和透明质酸钠中的任意一种或多种。
这是由于优选的水溶性聚合物可以形成更好的物理凝胶网络，可与两性离子聚合物网络形成物理-化学双网络凝胶的特征。
所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。所述的引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮，优选为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。
所述自由基聚合反应为紫外光引发自由基聚合反应，具体条件为：紫外光波长为365nm，功率为8W，光引发距离为10～30cm，光照时间为30～300min。所述光照时间优选为60～180min。
所述模具由两片5×5cm的石英玻璃夹着一片硅胶垫片构成，所述硅胶垫片的厚度为0.5～100mm，进一步优选为0.5～50mm。硅胶垫片的厚度控制水凝胶厚度。
所述的高强度、盐响应的双网络水凝胶的拉伸强度为0.08～5MPa，进一步优选为0.1～2MPa。
本发明还公开了上述高强度盐响应双网络水凝胶在制备摩擦/润滑表面中的应用。具体可应用于传送带、人造骨膜或血管扩充器等可通过盐溶液加以调控表面摩擦性能的材料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明通过混合水溶性聚合物和两性离子制得物理-化学双网络水凝胶，具有良好的力学性能和盐响应性，其表面在水中表现出摩擦性能，在盐水中表现出润滑性能，其表面摩擦/润滑可调。
(2)本发明所需化学药品均具有良好的生物相容性，水凝胶一锅制备得到，制备方法简单，反应条件温和，适合大规模推广应用。
(3)本发明所提供的盐响应双网络水凝胶，还可通过控制水凝胶中两性离子的含量以及水凝胶所处盐溶液环境来调节表面摩擦/润滑性能，提高了水凝胶的智能性，进一步扩大了盐响应型水凝胶的应用范围。
附图说明
图1为实施例1中制备的双网络水凝胶在水和盐水切换下水凝胶表面摩擦系数变化图；
图2为实施例1中通过改变VBIPS和HEAA用量比制得的双网络水凝胶的力学性能表征图；
图3为实施例1中制备的双网络水凝胶的拉伸-回复图；
图4为实施例1中制备的高强度盐响应水凝胶分别在水和盐水中的表面摩擦/润滑应用图。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地理解本发明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，3gN-(2-羟乙基)丙烯酰胺(HEAA)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(VBIPS/HEAA)双网络水凝胶。
得到的SA-poly(VBIPS/HEAA)双网络水凝胶在水和1M氯化钠溶液中的摩擦性能如图1所示，由图1可知，其制得的水凝胶在水中表现出高摩擦性，当环境切换为盐水时表现出高润滑性，较好的体现出了水凝胶优异的表面摩擦系数可控性能。
利用不同VBIPS和HEAA用量比制得的SA-poly(VBIPS/HEAA)双网络水凝胶的力学性能表征如图2所示，通过改变两性离子VBIPS和水溶单体HEAA的比例可调节双网络凝胶的力学性能，图中Na-alg/polyHEAA7/VBIPS5指的HEAA与VBIPS的用量比为7:5，此时得到的水凝胶应力高达120Mpa，而进一步提高VBIPS含量至HEAA与VBIPS的用量比为7:6时，水凝胶的应力不升反降至80MPa。
得到的SA-poly(VBIPS/HEAA)双网络水凝胶的拉伸-回复情况如图3所示，该水凝胶在一定外力范围内被拉伸后还能表现出优异的可回复性。
得到的SA-poly(VBIPS/HEAA)双网络水凝胶分别在水和盐水中的表面摩擦/润滑应用图如图4所示，当凝胶经过去离子水浸泡后，其表面摩擦系数较高，无法在一定倾角的玻璃表面自由下滑；而凝胶经过盐水浸泡后，体现出润滑性，很容易从一定倾角的玻璃表面自由下滑。
实施例2
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，60mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-polyVBIPS双网络水凝胶。
实施例3
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，60mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.5g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-polyVBIPS双网络水凝胶。
实施例4
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，60mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入1g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-polyVBIPS双网络水凝胶。
实施例5
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，60mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入1.2g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合2h，即得到SA-polyVBIPS双网络水凝胶。
实施例6
取8.57g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，60mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min除去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，自制模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-polyVBIPS双网络水凝胶。
实施例7
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，5gN-(2-羟乙基)丙烯酰胺(HEAA)，70mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(VBIPS/HEAA)双网络水凝胶。
实施例8
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，9gN-(2-羟乙基)丙烯酰胺(HEAA)，80mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(VBIPS/HEAA)双网络水凝胶。
实施例9
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，1g丙烯酰胺(AAm)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(VBIPS/AAm)双网络水凝胶。
实施例10
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，5g丙烯酰胺(AAm)，70mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(VBIPS/AAm)双网络水凝胶。
实施例11
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，3gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(VBIPS/NIPAM)双网络水凝胶。
实施例12
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，6gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(VBIPS/NIPAM)双网络水凝胶。
实施例13
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，9gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，80mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(VBIPS/NIPAM)双网络水凝胶。
实施例14
取8g两性离子磺酸甜菜碱(SBMA)，3gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(SBMA/NIPAM)双网络水凝胶。
实施例15
取8g两性离子磺酸甜菜碱(SBMA)，5g丙烯酰胺(AAm)，70mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(SBMA/AAm)双网络水凝胶。
实施例16
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，60mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.5g琼脂糖(Agar)，置于80℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到Agar-polyVBIPS双网络水凝胶。
实施例17
取8g两性离子磺酸甜菜碱(SBMA)，5g丙烯酰胺(AAm)，70mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.5g琼脂糖(Agar)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到Agar-poly(SBMA/AAm)双网络水凝胶。
实施例18
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，3gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.5g琼脂糖(Agar)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到Agar-poly(VBIPS/NIPAM)双网络水凝胶。
实施例19
取8g两性离子磺酸甜菜碱(SBMA)，5g丙烯酰胺(AAm)，70mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.5g琼脂糖(Agar)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到Agar-poly(VBIPS/AAm)双网络水凝胶。
实施例20
取8g两性离子苯乙烯基吡啶乙磺酸(SVBP)，5g丙烯酰胺(AAm)，70mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.5g琼脂糖(Agar)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到Agar-poly(SVBP/AAm)双网络水凝胶。
实施例21
取6g两性离子苯乙烯基吡啶乙磺酸(SVBP)，5g丙烯酰胺(AAm)，70mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.4g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(SVBP/AAm)双网络水凝胶。
实施例21
取6g两性离子苯乙烯基吡啶乙磺酸(SVBP)，3gN-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)，65mgN,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.4g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(SVBP/NIPAM)双网络水凝胶。
实施例22
取8g两性离子羧酸甜菜碱(CBMA)，3g N-(2-羟乙基)丙烯酰胺(HEAA)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入0.37g海藻酸钠(SA)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到SA-poly(CBMA/HEAA)双网络水凝胶。
实施例23
取8g两性离子羧酸甜菜碱(CBMA)，3g N-(2-羟乙基)丙烯酰胺(HEAA)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入1g透明质酸钠(HyaluronanNa)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到HyaluronanNa-poly(CBMA/HEAA)双网络水凝胶。
实施例24
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，3gN-(2-羟乙基)丙烯酰胺(HEAA)，65mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入1g透明质酸钠(HyaluronanNa)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和1mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，即得到HyaluronanNa-poly(VBIPS/HEAA)双网络水凝胶。
实施例25
取9g两性离子3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)，5g丙烯酰胺(AAm)，70mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和0.2g光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶解于20g去离子水中，然后加入1g透明质酸钠(HyaluronanNa)，置于60℃水浴中搅拌溶解，通氮气除氧，接着超声15min出去气泡，在溶液未冷却凝固前注入自制模具中，模具由两层石英玻璃和4mm厚度的硅胶垫片组成，然后置于波长为365nm、功率为8W的紫外灯下光聚合3h，得到HyaluronanNa-poly(VBIPS/AAm)双网络水凝胶。
Claims (6)
1.一种高强度、盐响应的双网络水凝胶，其特征在于，所述双网络水凝胶表面的摩擦/润滑可调，其表面在水中摩擦、在盐水中润滑；
所述双网络水凝胶通过将两性离子单体与水溶性单体、引发剂、交联剂溶于水再加入水溶性聚合物混合得到反应液；在惰性气体保护下，将所述反应液注入模具中，经自由基聚合反应制得；
所述水溶性单体为丙烯酰胺、N-（2-羟乙基）丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、苯乙烯磺酸钠、烯丙基胺盐酸盐、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；
所述两性离子单体为3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐或苯乙烯基吡啶乙磺酸；
所述的水溶性聚合物为聚乙烯醇、海藻酸盐、琼脂糖、透明质酸钠、壳聚糖和明胶中的任意一种或多种；
所述两性离子单体、水溶性单体、水溶性聚合物、交联剂和引发剂的质量比为100：30~300：4~30：0.5~3：0.5~5。
2.根据权利要求1所述的高强度、盐响应的双网络水凝胶，其特征在于，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的高强度、盐响应的双网络水凝胶，其特征在于，所述引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮。
4.根据权利要求1所述的高强度、盐响应的双网络水凝胶，其特征在于，所述自由基聚合反应为紫外光引发自由基聚合反应，具体条件为：紫外光波长为365 nm，功率为8 W，光引发距离为10~30 cm，光照时间为30~300 min。
5.根据权利要求1所述的高强度、盐响应的双网络水凝胶，其特征在于，所述双网络水凝胶的拉伸强度为0.08~5 MPa。
6.一种根据权利要求1所述的高强度、盐响应的双网络水凝胶在制备摩擦/润滑表面中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910739950.9A CN110437472B (zh) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | 一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910739950.9A CN110437472B (zh) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | 一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110437472A CN110437472A (zh) | 2019-11-12 |
| CN110437472B true CN110437472B (zh) | 2022-03-08 |
Family
ID=68434615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910739950.9A Active CN110437472B (zh) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | 一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110437472B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111261425B (zh) * | 2020-02-07 | 2022-02-08 | 齐鲁工业大学 | 抗冻水凝胶固态电解质及制备方法、在超级电容器中的应用 |
| CN112007209B (zh) * | 2020-04-29 | 2021-08-27 | 浙江大学 | 一种cs/qcs/两性离子/环氧化两性离子抗杀释菌一体化凝胶敷料及其制备方法 |
| CN112038110B (zh) * | 2020-09-11 | 2021-05-28 | 吉林大学 | 一种具有超高强度的热可逆水凝胶电解质及其制备方法 |
| CN112480308B (zh) * | 2020-11-25 | 2022-03-18 | 复旦大学 | 一种智能水凝胶及其制备方法 |
| CN112646203B (zh) * | 2020-12-04 | 2022-11-18 | 南京理工大学 | 自润滑高强互穿网络水凝胶仿生关节软骨及其制备方法 |
| CN112694621B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-04-01 | 浙江大学 | 一种环保型物理交联自润滑水凝胶及其制备方法 |
| CN112908726B (zh) * | 2021-02-03 | 2022-11-15 | 沈阳大学 | 一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法 |
| CN115007119A (zh) * | 2021-03-03 | 2022-09-06 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种含有两性离子的亲水微球及其制备和应用 |
| CN112795029A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-05-14 | 同济大学 | 双网络柔性导电粘附抗冻水凝胶的制备方法和应用 |
| CN113201097B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-06-14 | 华南理工大学 | 一种智能型导电抗菌水凝胶及其制备方法 |
| CN113430828B (zh) * | 2021-06-23 | 2023-04-07 | 清华大学 | 纤维制品及其制备方法 |
| CN113698718B (zh) * | 2021-09-18 | 2023-03-24 | 北京纳米能源与系统研究所 | 两性离子水凝胶、电解质、二次电池或超级电容器、及用电设备 |
| CN114736394A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-07-12 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种动态键自愈合功能的水凝胶组合物及其制备方法与应用 |
| CN114668888A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-28 | 南京师范大学 | 一种光固化两性离子生物粘合剂及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108395548A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-14 | 浙江工业大学 | 一种具有盐-温度双重响应的双层水凝胶的制备方法、产品及应用 |
| CN109971042A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-05 | 浙江工业大学 | 一种高强度双网络两性离子水凝胶及其制备方法 |
-
2019
- 2019-08-12 CN CN201910739950.9A patent/CN110437472B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108395548A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-14 | 浙江工业大学 | 一种具有盐-温度双重响应的双层水凝胶的制备方法、产品及应用 |
| CN109971042A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-05 | 浙江工业大学 | 一种高强度双网络两性离子水凝胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Polyelectrolyte and Antipolyelectrolyte Effects for Dual Salt-Responsive Interpenetrating Network Hydrogels;Huang, Kang-Ting et al.;《BIOMACROMOLECULES》;20190805;第20卷(第9期);3526页凝胶的合成部分，图2，图6 * |
| 磺酸盐甜菜碱型两性聚合物水凝胶的制备及应用;强圣璐;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20170615;第3.2.4.1节 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110437472A (zh) | 2019-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110437472B (zh) | 一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用 | |
| US20010044482A1 (en) | Interpenetrating polymer network hydrophilic hydrogels for contact lens | |
| WO2003093337A1 (fr) | Hydrogel a structure de reseau a semi-interpenetration et procede de production associe | |
| CN110437370B (zh) | 一种具有强界面作用的油/水双层凝胶的制备方法及其产品和应用 | |
| CN110229286B (zh) | 一种利用粘度差一步制备不对称结构水凝胶的方法及其产品和应用 | |
| RU2607521C2 (ru) | Способ получения полимеров | |
| KR900009116A (ko) | 비전단, 고분자량, 다분지화, 수용성 중합체 응집제 및 이의 제조방법 및 현탁 고체 응집에 이의 사용 | |
| CN108559108A (zh) | 一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法 | |
| CA2880415A1 (en) | New cationic polymers | |
| JP2019035043A (ja) | 刺激硬化性ゲル | |
| CN110305267A (zh) | 一种基于嵌段共聚物的高强度响应型水凝胶及其制备方法 | |
| JP2016505679A (ja) | 熱増粘性ポリマーを製造する新規な方法及び新規な櫛型コポリマー | |
| CA2043661C (en) | Superabsorbent crosslinked ampholytic ion pair copolymers | |
| AU2846901A (en) | Polymerisation process | |
| CN103214625A (zh) | 一种具有抗蛋白质吸附的温敏性接枝水凝胶及其制备方法 | |
| DK172580B1 (da) | Fremgangsmåde til fremstilling af polymere og copolymere af amidosulfonsyreholdige monomere og salte deraf | |
| Nalampang et al. | Design and preparation of AMPS-based hydrogels for biomedical use as wound dressings | |
| JPWO2007129440A1 (ja) | 複合繊維の製造方法 | |
| JPH0414124B2 (zh) | ||
| JP5644036B2 (ja) | ハイドロゲルおよびその製造方法 | |
| JP6107417B2 (ja) | 双性イオン含有高分子ゲル | |
| CN114516941A (zh) | 硬式透氧隐形眼镜高分子材料的聚合方法 | |
| GB1566249A (en) | Hydrogels | |
| JP2003041135A (ja) | 水溶性高分子分散液及びその製造方法 | |
| US3876594A (en) | Method for producing of articles from hydrophilic polymers appropriate for repeated or long-term contact with living tissue or mucous membrane |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20191112 Assignee: Zhejiang Baosheng Plastic Industry Co.,Ltd. Assignor: JIANG University OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980037517 Denomination of invention: A double network hydrogel with high strength and salt response and its application Granted publication date: 20220308 License type: Common License Record date: 20230705 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |