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一种粘性可调水凝胶材料及其制备方法和应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-26 16:35:50

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”天津中科院先进科技成果技术转移转化专业科技服务团| 宋学姮 | 2023-10-10 10:30:35
本发明提供一种粘性可调水凝胶材料及其制备方法和应用,所述粘性可调水凝胶材料的制备原料按照重量份包括如下组分:单体10~30重量份、交联剂1~20重量份、长链高分子0.1~5重量份、盐酸多巴胺0.01~5重量份、粘土0.01~5重量份和水50~90重量份;本发明提供的粘性可调水凝胶材料,通过化学组分的选择和用量调控,可轻松实现水凝胶材料表面粘与非粘两种特性的兼容与调控,同时具有抗冻保湿性、自愈合性能、生物相容性和柔弹性,可应用于生物医学材料或柔性电子器件中。
权利要求 1.一种粘性可调水凝胶材料,其特征在于,所述粘性可调水凝胶材料的制备原料按照重量份包括如下组分:单体10~30重量份、交联剂1~20重量份、长链高分子0.1~5重量份、盐酸多巴胺0.01~5重量份、粘土0.01~5重量份和水50~90重量份。 2.根据权利要求1所述的粘性可调水凝胶材料,其特征在于,所述单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸羟乙酯中的任意一种或至少两种的组合。 3.根据权利要求1所述的粘性可调水凝胶材料,其特征在于,所述交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯和/或N,N’-亚甲基双丙烯酰胺;所述聚乙二醇二丙烯酸酯的数均分子量为600~1000。 4.根据权利要求1所述的粘性可调水凝胶材料,其特征在于,所述长链高分子包括聚环氧乙烷和/或羟乙基纤维素;所述聚环氧乙烷的平均分子量为100000~8000000;所述羟乙基纤维素的粘度为100~6400 mPa.s。

水凝胶是一种由天然或合成材料合成的具有三维网络结构亲水聚合物。由于-NH

2,-COOH,-OH等亲水基团的存在,水凝胶网络内部可以和水分子形成氢键,使得水凝胶能够吸收并保留大量的水分。水凝胶不仅具有高度的灵活性,还具有类似于活组织的软橡胶稠度,成为各种应用的理想物质或载体。通过改性改变和优化水凝胶原有的性能或通过复合使其具备新的优良性能,比如良好的生物相容性、可降解性和抗菌消炎的性能等,并且使其物理性质、化学性质和结构易于调控,在生物医学材料和柔性电子器件等多个方面,取得了重大突破,具有诱人的应用前景。

水凝胶是通过物理或化学交联形成的一种凝胶材料,不同的交联方式及基质材料能赋予水凝胶可调控的理化性质,其三维网络结构中所填充的大量水分有助于保持水凝胶与生物体间良好的亲和性。在生物医学材料领域,当水凝胶用于人体时,除了自身促伤口愈合、消炎的能力和发挥对肿瘤等疾病的治疗功效外,还能用作蛋白质、核酸及小分子药物的载体,作为智能给药系统,在人体内实现物质控释过程,解决药物易被酶解或水解的问题从而提高给药稳定性。

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与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

本发明提供的粘性可调水凝胶材料,通过化学组分的选择和用量调控,可轻松实现水凝胶材料表面粘与非粘两种特性的兼容与调控,同时具有抗冻保湿性、自愈合性能、生物相容性和柔弹性。本发明通过粘性可调水凝胶制备原料的设计和优化,将粘性可调水凝胶材料切分后静置48 h,即可实现自愈合;粘性水凝胶材料的粘附力可高达60 N/m;在-18℃冷冻24 h,表面无冰块,具有良好的抗冻性;室温下静置7天质量减少率低达3.8%,具有良好的保湿性。

技术合作

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。