一種新型聚n-異丙基丙烯酰胺水凝膠及其制備方法和應用
【專利摘要】本發明涉及智能水凝膠技術領域，具體涉及一種新型聚N?異丙基丙烯酰胺水凝膠，二季戊四醇和6?己內酯反應得到二季戊四醇聚己內酸酯；甲基丙烯酰氯與二季戊四醇聚己內酸酯反應得到甲基丙烯酸封端的二季戊四醇聚己內酸酯；N?異丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸封端的二季戊四醇聚己內酸酯反應得到新型聚N?異丙基丙烯酰胺水凝膠。采用NIPAAm做為聚合主體，保證了水凝膠的溫度智能響應性能，有利于模擬實際生物環境；通過引入含聚己內酯功能鏈段的多臂交聯劑可實現對水凝膠響應溫度的調節；采用生物相容性好的含聚己內酯功能鏈段的多臂交聯劑，可顯著改善水凝膠的力學性能，從而更能滿足實際應用的需求。
【專利說明】
-種新型聚N-異丙基丙稀醜胺水凝膠及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發明設及智能水凝膠技術領域，具體設及一種新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，還 設及其制備方法及應用。
【背景技術】
[0002] 水凝膠是具有=維交聯網絡結構而在水溶液中能夠溶脹吸收大量的水而又不溶解的 聚合物。一般來說，水凝膠可分為傳統水凝膠和智能水凝膠。傳統的水凝膠是一類不能對外 界刺激作出響應的聚合物，也稱之為非刺激響應水凝膠。而智能水凝膠又可稱為刺激響應 性水凝膠，亦或者敏感性水凝膠，是一類能對外界刺激產生響應的水凝膠。外界刺激主要包 括:溫度、pH、電場、磁場、光或壓力等。因此，根據刺激信號的不同，可W分為溫度敏感性水 凝膠、]3H敏感性水凝膠、電場敏感性水凝膠、磁場敏感性水凝膠及壓力敏感性水凝膠等。智 能響應水凝膠能夠對外界刺激產生響應的特性使其在許多領域具有潛在的應用前景如人 造肌肉、開關器件、傳感器、藥物的控制釋放及祀向藥物的運輸等。因此，有關智能水凝膠的 研究與應用已成為功能高分子材料領域的熱點之一。
[0003] -般而言，溫度是最易于操作實施的刺激信號之一，同時也是人體環境的重要的 生理參數之一。因此，溫敏性水凝膠是目前研究最早也是最廣的一類，其中聚(N-異丙基丙 締酷胺XPNIPAAm)是溫敏性水凝膠的最典型代表之一，也是迄今為止研究最為深入的一類 溫敏性水凝膠。目前，PNIPAAm水凝膠在生物醫藥、形狀記憶、色譜技術、器件、反應控制及裝 飾等領域得到了廣泛的研究。然而，PNIPAAm水凝膠也存在一定的缺點，如力學性能差、響應 速率慢W及有一定的毒性，生物可降解性差等。CN201410181483.X記載了一種基于雙（甲 基)丙締酸封端聚己內醋和雙（甲基)丙締酸聚乙二醇醋為大分子交聯劑的PNIPAAm水凝膠， 該水凝膠具有互穿網絡結構，由于引入了生物可降解的聚己內醋(P化)和聚乙二醇(PEG)鏈 段，因此該水凝膠表現出良好的生物相容性和力學系能。然而由于采用了雙締控封端大分 子交聯劑，所制備水凝膠的交聯密度和力學性能還有待提高。

【發明內容】

[0004] 為了解決現有技術中PNIPAAm水凝膠力學性能差的缺點，本發明的首要目的在于提供 一種具有優異力學性能的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，具體來說，是一種W甲基丙締 酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)為六臂交聯劑的聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠。
[0005] 本發明的另一目的在于提供一種W甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋 (DPCLMC)為六臂交聯劑的聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備方法。
[0006] 本發明的再一目的在于提供一種上述W甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸 醋(DPCLMAC)為六臂交聯劑的聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠在生物醫學領域中的應用。
[0007] 本發明通過W下技術方案實現： 一種新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，是通過W下步驟制備得到的： (1) 二季戊四醇和6-己內醋（e-己內醋，E-化)反應得到二季戊四醇聚己內酸醋； (2) 甲基丙締酷氯與二季戊四醇聚己內酸醋反應得到甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚 己內酸醋； (3) N-異丙基丙締酷胺和甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋反應得到新型聚N- 異丙基丙締酷胺水凝膠。
[000引反應過程如下：
所還的新型聚N-弁內基內篩蹤胺氷凝肢，化選步驟（1)甲二李巧凹醉與6-d巧鵬U- CL)的摩爾比為1:60-100,優選1:60。
[0009] 所述的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，優選步驟(2)中二季戊四醇聚己內酸醋 與甲基丙締酷氯的摩爾比為1:21-36。
[0010] 所述的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，優選步驟(3)中N-異丙基丙締酷胺與甲 基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋質量比為1:0.04~0.1。
[0011] 所述的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，優選步驟（1)中二季戊四醇和6-己內醋 (e-化)烙融混合均勻，加入催化劑后，氮氣保護下115-125°C反應6-化。
[0012] 所述的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，優選步驟(2)中二季戊四醇聚己內酸醋 溶于有機溶劑中，加入催化劑，攬拌溶解，(TC下滴加甲基丙締酷氯的有機溶劑溶液，滴加時 間2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。
[001引所述的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，優選步驟(3)中N-異丙基丙締酷胺與甲 基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋溶于有機溶劑中，加入引發劑，70-75°C反應40- 4化。
[0014] 所述的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，優選步驟(1)中催化劑為辛酸亞錫，加入 量為反應物質量的0.1%。
[0015] 所述的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，優選步驟(2)中催化劑為S乙胺，加入量 為甲基丙締酷氯摩爾量的150%。
[0016]所述的新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠，優選步驟(3)中引發劑為偶氮二異下氯， 加入量為N-異丙基丙締酷胺質量的2.5%。
[0017] 優選步驟（1)中二季戊四醇與6-己內醋（E-CL)的摩爾比為1:60,步驟(2)中二季戊 四醇聚己內酸醋與甲基丙締酷氯的摩爾比為1: 36,步驟(3)中N-異丙基丙締酷胺與甲基丙 締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋質量比為1:0.1。
[001引優選步驟（1)中二季戊四醇與6-己內醋（E-CL)的摩爾比為1:30,步驟(2)中二季戊 四醇聚己內酸醋與甲基丙締酷氯的摩爾比為1: 21，步驟(3)中N-異丙基丙締酷胺與甲基丙 締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋質量比為1:0.04。
[0019] -種由上述制備方法得到的W甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋 (DPCLMAC)為六臂交聯劑的聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠不僅具有溫敏性，且力學性能優異； 同時由于引入了生物相容性好的聚己內醋(P化)鏈段，該水凝膠的生物相容性也得到了一 定的改善。
[0020] 上述W甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)為六臂交聯劑的聚N- 異丙基丙締酷胺水凝膠在傳感器、祀向藥物運輸及控釋等生物醫學領域中有潛在的應用前 景。
[0021] 有益效果： (1) 采用NIPAAm做為聚合主體，保證了水凝膠的溫度智能響應性能，有利于模擬實際生 物環境;通過引入含聚己內醋(P化)功能鏈段的多臂交聯劑可實現對水凝膠響應溫度的調 -H- T ; (2) 采用生物相容性好的含聚己內醋(P化)功能鏈段的多臂交聯劑，可顯著改善水凝膠 的力學性能同時還能進一步改善體系的生物相容性和可降解性，從而更能滿足實際應用的 需求。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發明實施例中所設及交聯劑制備過程中的原材料、反應中間體和產物的Hi 醒R對比譜圖，其中a為6-己內醋（E-CL)，b為二季戊四醇(DPE)，C為二季戊四醇聚己內醋 (DPCL)，d為甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內醋(DPCLMAC); 圖2是對比實施例1、實施例1、實施例4、實施例5和實施例8制備的水凝膠的力學性能 圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0024] 實施例1 (1)二季戊四醇聚己內酸醋(DPCL)的制備 在圓底燒瓶中加入0.254邑二季戊四醇（0口6，1111111〇1)、0.685邑6-己內醋（6-化，60 mmol),通氮氣保護，120°C下使其烙融混合均勻，然后滴加O.lwt%辛酸亞錫為催化劑，氮 氣保護下120°C反應化。反應結束，冷卻至室溫，用二氯甲燒溶解，然后滴加到冰冷的正己 燒/甲醇中沉淀，過濾，干燥，真空干燥； (2) 甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)的制備 將0. 65g(l mmoDDP化溶于40g二氯甲燒中，加0.55g巧4 mmol)S乙胺，攬拌使其完 全溶解，0 °C下滴加0.3始甲基丙締酷氯(MAC,36 mmol)和20g二氯甲燒的混合液，滴加時 間控制在2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。反應結束后，反應液用 飽和碳酸氨鋼洗兩次，食鹽水洗涂兩次，水洗兩次，無水硫酸儀干燥過夜旋蒸濃縮得到紅褐 色液體，然后用石油酸反復沉淀，得到顏色較深的黃色液體，真空冷凍干燥，即得淺黃色固 體； (3) 新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備 稱取0.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.016g甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內 酸醋(DPCLMAC)溶于4g二甲基亞諷(DMSO)中，超聲15min使原料混合均勻后加入0.Olg引發 劑偶氮二異下氯(AIBN)，再超聲15min使其充分混合并脫除溶解的氧氣，70°C反應40 h后結 束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循 環換水，W除去未反應完的原料和線性聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為 止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于 干燥器中備用。該水凝膠記為PNIPAAmi。
[0025]實施例2 (1) 二季戊四醇聚己內酸醋(DPCL)的制備 在圓底燒瓶中加入0.254邑二季戊四醇（0口6，1111111〇1)、0.685邑6-己內醋（6-化，60 mmol),通氮氣保護，120°C下使其烙融混合均勻，然后滴加O.lwt%辛酸亞錫為催化劑，氮 氣保護下120°C反應化。反應結束，冷卻至室溫，用二氯甲燒溶解，然后滴加到冰冷的正己 燒/甲醇中沉淀，過濾，干燥，真空干燥即可； (2) 甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)的制備 將0. 65g(l mmoDDP化溶于40g二氯甲燒中，加0.55g巧4 mmol)S乙胺，攬拌使其完 全溶解，0 °C下滴加0.3始甲基丙締酷氯(MAC,36 mmol)和20g二氯甲燒的混合液，滴加時 間控制在2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。反應結束后，反應液用 飽和碳酸氨鋼洗兩次，食鹽水洗涂兩次，水洗兩次，無水硫酸儀干燥過夜旋蒸濃縮得到紅褐 色液體，然后用石油酸反復沉淀，得到顏色較深的黃色液體，真空冷凍干燥，即得淺黃色固 體； (3) 新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備 稱取0.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.024g甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內 酸醋(DPCLMAC)溶于4g二甲基亞諷(DMSO)中，超聲15min使原料混合均勻后加入0.Olg引發 劑偶氮二異下氯(AIBN)，再超聲15min使其充分混合并脫除溶解的氧氣，70°C反應40 h后結 束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循 環換水，W除去未反應完的原料和線性聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為 止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于 干燥器中備用。該水凝膠記為PNIPAAim。
[00%] 實施例3 (1)二季戊四醇聚己內酸醋(DPCL)的制備 在圓底燒瓶中加入0.254邑二季戊四醇（0口6，1111111〇1)、0.685邑6-己內醋（6-化，60 mmol),通氮氣保護，120°C下使其烙融混合均勻，然后滴加O.lwt%辛酸亞錫為催化劑，氮 氣保護下120°C反應化。反應結束，冷卻至室溫，用二氯甲燒溶解，然后滴加到冰冷的正己 燒/甲醇中沉淀，過濾，干燥，真空干燥即可； (2) 甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)的制備 將0. 65g(l mmoDDP化溶于40g二氯甲燒中，加0.55g巧4 mmol)S乙胺，攬拌使其完 全溶解，0 °C下滴加0.3始甲基丙締酷氯(MAC,36 mmol)和20g二氯甲燒的混合液，滴加時 間控制在2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。反應結束后，反應液用 飽和碳酸氨鋼洗兩次，食鹽水洗涂兩次，水洗兩次，無水硫酸儀干燥過夜旋蒸濃縮得到紅褐 色液體，然后用石油酸反復沉淀，得到顏色較深的黃色液體，真空冷凍干燥，即得淺黃色固 體； (3) 新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備 稱取0.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.032g甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內 酸醋(DPCLMAC)溶于4g二甲基亞諷(DMSO)中，超聲15min使原料混合均勻后加入0.Olg引發 劑偶氮二異下氯(AIBN)，再超聲15min使其充分混合并脫除溶解的氧氣，70°C反應40 h后結 束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循 環換水，W除去未反應完的原料和線性聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為 止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于 干燥器中備用。該水凝膠記為PNIPAAms。
[0027]實施例4 (1) 二季戊四醇聚己內酸醋(DPCL)的制備 在圓底燒瓶中加入0.254邑二季戊四醇（0口6，1111111〇1)、0.685邑6-己內醋（6-化，60 mmol),通氮氣保護，120°C下使其烙融混合均勻，然后滴加O.lwt%辛酸亞錫為催化劑，氮 氣保護下120°C反應化。反應結束，冷卻至室溫，用二氯甲燒溶解，然后滴加到冰冷的正己 燒/甲醇中沉淀，過濾，干燥，真空干燥即可； (2) 甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)的制備 將0. 65g(l mmoDDP化溶于40g二氯甲燒中，加0.55g巧4 mmol)S乙胺，攬拌使其完 全溶解，0 °C下滴加0.3始甲基丙締酷氯(MAC,36 mmol)和20g二氯甲燒的混合液，滴加時 間控制在2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。反應結束后，反應液用 飽和碳酸氨鋼洗兩次，食鹽水洗涂兩次，水洗兩次，無水硫酸儀干燥過夜旋蒸濃縮得到紅褐 色液體，然后用石油酸反復沉淀，得到顏色較深的黃色液體，真空冷凍干燥，即得淺黃色固 體； (3) 新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備 稱取0.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.(Mg甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內 酸醋(DPCLMAC)溶于4g二甲基亞諷(DMSO)中，超聲15min使原料混合均勻后加入0.Olg引發 劑偶氮二異下氯(AIBN)，再超聲15min使其充分混合并脫除溶解的氧氣，70°C反應40 h后結 束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循 環換水，W除去未反應完的原料和線性聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為 止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于 干燥器中備用。該水凝膠記為PNIPAAnu。
[0028] 實施例5 (1) 二季戊四醇聚己內酸醋(DPCL)的制備 在圓底燒瓶中加入〇.254g二季戊四醇（DPE，Immol )、1. Hg 6-己內醋（E-CUlOO mmol),通氮氣保護，125°C下使其烙融混合均勻，然后滴加O.lwt%辛酸亞錫為催化劑，氮 氣保護下125°C反應化。反應結束，冷卻至室溫，用二氯甲燒溶解，然后滴加到冰冷的正己 燒/甲醇中沉淀，過濾，干燥，真空干燥； (2) 甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)的制備 將0. 992g(l mmoDDPCL溶于40g二氯甲燒中，加0.55g巧4 mmol)S乙胺，攬拌使其完 全溶解，0 °C下滴加0.3始甲基丙締酷氯(MAC,36 mmol)和20g二氯甲燒的混合液，滴加時 間控制在2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。反應結束后，反應液用 飽和碳酸氨鋼洗兩次，食鹽水洗涂兩次，水洗兩次，無水硫酸儀干燥過夜旋蒸濃縮得到紅褐 色液體，然后用石油酸反復沉淀，得到顏色較深的黃色液體，真空冷凍干燥，即得淺黃色固 體； (3) 新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備 稱取0.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.016g甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內 酸醋(DPCLMAC)溶于4g二甲基亞諷(DMSO)中，超聲15min使原料混合均勻后加入0.Olg引發 劑偶氮二異下氯(AIBN)，再超聲15min使其充分混合并脫除溶解的氧氣，75 °C反應48 h后結 束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循 環換水，W除去未反應完的原料和線性聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為 止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于 干燥器中備用。該水凝膠記為PNIPAAms。
[0029] 實施例6 (1) 二季戊四醇聚己內酸醋(DPCL)的制備 在圓底燒瓶中加入〇.254g二季戊四醇(D陽，ImmolXO.91g 6-己內醋（e-化，80 mmol), 通氮氣保護，120°C下使其烙融混合均勻，然后滴加O.lwt%辛酸亞錫為催化劑，氮氣保護 下120°C反應化。反應結束，冷卻至室溫，用二氯甲燒溶解，然后滴加到冰冷的正己燒/甲醇 中沉淀，過濾，干燥，真空干燥，收率約為89%; (2) 甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)的制備 將0. 835g(l mmoDDPCL溶于40g二氯甲燒中，加0.46g(40.5 mmol)S乙胺，攬拌使其 完全溶解，0 °C下滴加0.2?甲基丙締酷氯(MAC,27 mmol)和20g二氯甲燒的混合液，滴加 時間控制在2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。反應結束后，反應液 用飽和碳酸氨鋼洗兩次，食鹽水洗涂兩次，水洗兩次，無水硫酸儀干燥過夜旋蒸濃縮得到紅 褐色液體，然后用石油酸反復沉淀，得到顏色較深的黃色液體，真空冷凍干燥，即得淺黃色 固體； (3) 新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備 稱取0.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.024g甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內 酸醋(DPCLMAC)溶于4g二甲基亞諷(DMSO)中，超聲15min使原料混合均勻后加入0.Olg引發 劑偶氮二異下氯(AIBN)，再超聲15min使其充分混合并脫除溶解的氧氣，70°C反應48 h后結 束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循 環換水，W除去未反應完的原料和線性聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為 止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于 干燥器中備用。該水凝膠記為PNIPAAms。
[0030] 實施例7 (1) 二季戊四醇聚己內酸醋(DPCL)的制備 在圓底燒瓶中加入0.254邑二季戊四醇（0口6，1111111〇1)、0.685邑6-己內醋（6-化，60 mmol),通氮氣保護，115°C下使其烙融混合均勻，然后滴加O.lwt%辛酸亞錫為催化劑，氮 氣保護下115°C反應化。反應結束，冷卻至室溫，用二氯甲燒溶解，然后滴加到冰冷的正己 燒/甲醇中沉淀，過濾，干燥，真空干燥，收率約為90%; (2) 甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)的制備 將0. 64g(l mmoDDP化溶于40g二氯甲燒中，加0.32g(31.5 mmol)S乙胺，攬拌使其 完全溶解，0 °C下滴加0.2?甲基丙締酷氯(MAC,21 mmol)和20g二氯甲燒的混合液，滴加 時間控制在2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。反應結束后，反應液 用飽和碳酸氨鋼洗兩次，食鹽水洗涂兩次，水洗兩次，無水硫酸儀干燥過夜旋蒸濃縮得到紅 褐色液體，然后用石油酸反復沉淀，得到顏色較深的黃色液體，真空冷凍干燥，即得淺黃色 固體； (3) 新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備 稱取0.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.032g甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內 酸醋(DPCLMAC)溶于4g二甲基亞諷(DMSO)中，超聲15min使原料混合均勻后加入0.Olg引發 劑偶氮二異下氯(AIBN),再超聲15min使其充分混合并脫除溶解的氧氣，70°C反應40h后結 束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循 環換水，W除去未反應完的原料和線性聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為 止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于 干燥器中備用。該水凝膠記為PNIPAAim。
[0031] 實施例8 (1) 二季戊四醇聚己內酸醋(DPCL)的制備 在圓底燒瓶中加入0.254邑二季戊四醇（0口6，1111111〇1)、0.342邑6-己內醋（6-化，30 mmol),通氮氣保護，115°C下使其烙融混合均勻，然后滴加O.lwt%辛酸亞錫為催化劑，氮 氣保護下115°C反應化。反應結束，冷卻至室溫，用二氯甲燒溶解，然后滴加到冰冷的正己 燒/甲醇中沉淀，過濾，干燥，真空干燥，收率約為94%; (2) 甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋(DPCLMAC)的制備 將0. 33g(l mmoDDP化溶于40g二氯甲燒中，加0.32g(31.5 mmol)S乙胺，攬拌使其 完全溶解，0 °C下滴加0.2?甲基丙締酷氯(MAC,21 mmol)和20g二氯甲燒的混合液，滴加 時間控制在2-化，滴加完畢，(TC度保溫化，然后升溫至40°C反應48 h。反應結束后，反應液 用飽和碳酸氨鋼洗兩次，食鹽水洗涂兩次，水洗兩次，無水硫酸儀干燥過夜旋蒸濃縮得到紅 褐色液體，然后用石油酸反復沉淀，得到顏色較深的黃色液體，真空冷凍干燥，即得淺黃色 固體； (3) 新型聚N-異丙基丙締酷胺水凝膠的制備 稱取0.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.016g甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內 酸醋(DPCLMAC)溶于4g二甲基亞諷(DMSO)中，超聲15min使原料混合均勻后加入0.Olg引發 劑偶氮二異下氯(AIBN),再超聲15min使其充分混合并脫除溶解的氧氣，70°C反應40h后結 束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循 環換水，W除去未反應完的原料和線性聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為 止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于 干燥器中備用。該水凝膠記為PNIPAAms。
[0032] 對比實施例1 本對比實施例W水凝膠制備常用的N，N-亞甲基雙丙締酷胺(BIS)為交聯劑來制備聚 N-異丙基丙締酷胺水凝膠，具體制備步驟如下： 稱取〇.4g N-異丙基丙締酷胺(NIPAAm)和0.016g N，N'-亞甲基雙丙締酷胺(BIS)溶于 4邑二甲亞諷中，超聲15111；[]1使原料混合均勻后加入0.01旨偶氮二異下氯(418爪，再超聲151]1；[]1 使其充分混合并脫除溶解的氧氣，70°C反應40h后結束反應。將得到的水凝膠從反應瓶取出 后用蒸饋水浸泡，并讓其經過充分的溶脹-去溶脹循環換水，W除去未反應完的原料和線性 聚合物直至去溶脹前后的水清澈透明不再變渾濁為止。然后將洗凈的凝膠切成直徑約10 mm、厚約5 mm的圓片用冷凍干燥機干燥至恒重，放于干燥器中備用。該水凝膠記為 PNIPAAmoO
[0033] 產品性能測試： 水凝膠的壓縮力學性能測定:水凝膠的壓縮強度測試使用的是的直徑為IOmm厚度為 5mm左右的圓柱形水凝膠塊，且該水凝膠在20°C下于蒸饋水充分浸泡達到溶脹平衡，用美 國Brookfield CT3型質構儀測試其壓縮應力-應變曲線，測試條件如下:室溫(20-25°C)， 速度為0.5 mm/s，最終的形變率約為25%。
[0034] 對比實施例1、實施例1、實施例4、實施例5和實施例8制備的水凝膠的力學性能圖 如圖2所示。由圖可知，傳統的WBIS為交聯的水凝膠力學性能差，其拉伸強度低于20 Pa, 而W甲基丙締酸封端的二季戊四醇聚己內酸醋為六臂交聯劑的新型水凝膠PNIPAAm的拉伸 強度遠大于20 Pa, W實施例4為例，其拉伸強度可達150 Pa。同時，實施例1、實施例5和實施 例8分別用1:60、1:100和1:30的雙季戊四醇和6-己內醋的投料比例，由圖可知，雙季戊四醇 和己內醋具有最佳的投料比例，換句話說，6-己內醋的投料量過低時，會導致改性力學性能 提高的不明顯，己內醋的投料量過大時，制備的六臂交聯劑分子量過大，會降低交聯劑的反 應活性，從而不利于水凝膠力學性能的提高。因此，通過調節雙季戊四醇和6-己內醋的投料 比例，可W制備出不同分子量的六臂交聯劑，相應的也就可W制備具有不同力學強度的水 凝膠來滿足不同應用領域的需求。該新型水凝膠具有廣闊的應用前景。
[0035] 上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受實施例的限 審IJ，其它任何未背離本發明的精神實質與原理下所做的改變、修飾、組合、替代、簡化均應為 等效替換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，其特征在于是通過以下步驟制備得到的： (1) 二季戊四醇和6-己內酯反應得到二季戊四醇聚己內酸酯； (2) 甲基丙烯酰氯與二季戊四醇聚己內酸酯反應得到甲基丙烯酸封端的二季戊四醇聚 己內酸酯； (3) N-異丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸封端的二季戊四醇聚己內酸酯反應得到新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠。2. 根據權利要求1所述的新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，其特征在于步驟（1)中二季 戊四醇與6-己內酯的摩爾比為1:60-100。3. 根據權利要求1所述的新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，其特征在于步驟(2)中二季 戊四醇聚己內酸酯與甲基丙烯酰氯的摩爾比為1:21-36。4. 根據權利要求1所述的新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，其特征在于步驟(3沖N-異 丙基丙烯酰胺與甲基丙烯酸封端的二季戊四醇聚己內酸酯質量比為1:0.04~0.1。5. 根據權利要求1所述的新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，其特征在于步驟（1)中二季 戊四醇和6-己內酯熔融混合均勻，加入催化劑后，氮氣保護下下115-125Γ反應6-8h。6. 根據權利要求1所述的新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，其特征在于步驟(2)中二季 戊四醇聚己內酸酯溶于有機溶劑中，加入催化劑，攪拌溶解，(TC下滴加甲基丙烯酰氯的有 機溶劑溶液，滴加時間2_3h，滴加完畢，(TC度保溫2h，然后升溫至40°C反應48 h。7. 根據權利要求1所述的新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，其特征在于步驟(3沖N-異 丙基丙烯酰胺與甲基丙烯酸封端的二季戊四醇聚己內酸酯溶于有機溶劑中，加入引發劑， 70-75°C 反應40 -48h。8. 根據權利要求1所述的新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，其特征在于步驟（1)中催化 劑為辛酸亞錫，加入量為反應物質量的0.1%，步驟(2)中催化劑為三乙胺，加入量為甲基丙 烯酰氯摩爾量的1.5倍，步驟(3)中引發劑為偶氮二異丁氰，加入量為N-異丙基丙烯酰胺質 量的2.5%。9. 一種權利要求1-8中任一項所述的新型聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠在生物醫學領域 中的應用。
【文檔編號】C08G63/91GK105924588SQ201610076562
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月3日
【發明人】李因文, 孫婉, 張江浩, 劉亞琪
【申請人】臨沂大學