一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法技术

本发明专利技术为一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法，其克服了现有技术中无法制备高强度的粘附性水凝胶的问题，本发明专利技术有效地解决了凝胶材料制备中PDA对自由基聚合过程的阻聚作用，工艺简单、高效、环境友好。本发明专利技术包括以下步骤：(1)三嵌段共聚物F127DA在水相中进行自发组装形成胶束；(2)将疏水性单体2

【技术实现步骤摘要】
一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法

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[0001]本专利技术属于可逆粘附新材料制备
，涉及一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法。

技术介绍
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[0002]聚多巴胺(PDA)中含大量临苯二酚基团，常用于制备可逆粘附性水凝胶。但是，由于PDA对自由基聚合过程的阻聚作用，导致所得到的凝胶强度较低，并且限制了DA的最大使用量。如何减少PDA的阻聚作用，制备高强度的粘附性水凝胶仍是一个目前无法解决的技术问题。

技术实现思路
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[0003]本专利技术的目的在于提供一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法，其克服了现有技术中无法制备高强度的粘附性水凝胶的问题，本专利技术有效地解决了凝胶材料制备中PDA对自由基聚合过程的阻聚作用，工艺简单、高效、环境友好。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0006](1)胶束的形成：在缓冲溶液中加入0.1g/ml～0.13g/ml的含有可聚合双键的两亲性三嵌段共聚物，两亲性三嵌段共聚物在水相中进行自发组装形成胶束溶液；
[0007](2)增溶胶束的制备：将疏水性单体
‑
水以体积比为1:2.5加入到步骤(1)制得的胶束溶液中，形成稳定的增溶胶束；
[0008](3)在步骤(2)得到的稳定增溶胶束中加入质量百分比0.35％的多巴胺、质量百分比14％的含有胺基或巯基基团的水溶性单体、质量百分比1.1％的热引发剂及质量百分比0.1％的促进剂，制得预凝胶溶液；然后将预凝胶溶液热引发聚合成胶之后脱模。
[0009]步骤(1)中，含有可聚合双键的两亲性三嵌段共聚物为普朗尼克F127二丙烯酸酯或普朗尼克F108二丙烯酸酯。
[0010]步骤(2)中，疏水性单体为2
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丙烯酸
‑2‑
甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯。
[0011]步骤(3)中，含有胺基或巯基基团的水溶性单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
[0012]步骤(3)中，热引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
[0013]步骤(3)中，促进剂为四甲基乙二胺。
[0014]步骤(3)中，将预凝胶溶液在50℃～60℃加热24小时得到聚多巴胺可逆粘附凝胶。
[0015]步骤(1)中，缓冲溶液为pH 8～10的溶液。
[0016]步骤(1)中，含有可聚合双键的两亲性三嵌段共聚物可用含有可聚合双键的两亲性小分子替代。
[0017]步骤(1)中，含有胺基或巯基基团的水溶性单体可用含有胺基或巯基基团的聚合物替代。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和效果如下：
[0019](1)本专利技术中自由基聚合过程主要在胶束中进行，而PDA在水相中，有效降低了PDA对自由基聚合过程的阻聚作用，为制备高强度PDA凝胶提供了有效的方法。
[0020](2)本专利技术中采用含有可聚合双键两亲性聚合物或者小分子形成胶束，这种组分既起到交联作用，也能提高材料的力学性能。
[0021](3)本专利技术中的方法可以提高凝胶制备过程中DA的用量，提高凝胶中PDA的含量和凝胶的粘附性，是一种工艺简单、高效、环境友好的聚多巴胺可逆粘附凝胶制备方法。
附图说明：
[0022]图1为本专利技术制备的水凝胶宏观形貌及力学性能图。
[0023]图2为不同DA浓度条件下制备的凝胶材料的应力
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应变曲线图。
[0024]图3为不同MEA浓度条件下制备的凝胶材料应力
‑
应变曲线图。
[0025]图4为不同DA浓度条件下制备的凝胶在不同基材上的粘附强度图。
具体实施方式：
[0026]下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。这些实施例是用于说明本专利技术而不限于本专利技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体实验环境做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0027]本专利技术采用“分相”制备方法，PDA粘附组分在水相中形成，疏水单体的自由基聚合过程在F127DA形成的胶束中内进行，在水相和胶束中同时进行自由基聚合，将PDA引入到凝胶网络中赋予其可逆粘附性，PDA的生成和自由基聚合过程分别在水相和胶束相进行，减少了PDA对自由基聚合过程的阻聚作用。
[0028]本专利技术主要工艺过程如下：(1)三嵌段共聚物F127DA在水相中进行自发组装形成胶束；(2)将疏水性单体2
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丙烯酸
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甲氧基乙酯(MEA)加入到F127DA胶束溶液中，形成稳定的增溶胶束；(3)将多巴胺(DA)、水溶性单体丙烯酰胺(AM)、热引发剂过硫酸钾(KPS)及促进剂四甲基乙二胺(TMEDA)加入上述增溶胶束体系，制备预凝胶溶液。之后，聚合24小时即可得到聚多巴胺可逆粘附凝胶。这种制备体系中，粘附组分在水相中形成，疏水单体的自由基聚合过程在F127DA胶束内进行，是一种分相制备方法。由于疏水单体在相对隔离的胶束内进行，PDA对其自由基聚合过程的阻聚作用大大降低。通过这种方法可以提高凝胶制备过程中的DA用量，提高凝胶的机械性能。
[0029]本专利技术方法包括如下步骤：
[0030](1)胶束的形成：F127DA具有两亲性，在水中自发组装形成胶束。形成胶束的分子为含有可聚合双键的两亲性三嵌段共聚物(如F127DA)或含有可聚合双键的两亲性小分子。
[0031](2)增溶胶束的制备：以步骤(1)得到的胶束水溶液做分散介质，以体积比为1:2.5的MEA
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水混合形成稳定的增溶胶束。所用单体为2
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丙烯酸
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甲氧基乙酯(MEA)、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯等疏水单体。
[0032](3)在步骤(2)得到的稳定增溶胶束中加入多巴胺(0.35％)、水溶性单体丙烯酰胺(14％)，热引发剂过硫酸钾(1.1％)及促进剂四甲基乙二胺(0.1％)。然后，在50℃～60℃下热引发聚合24小时成胶之后脱模。其中，所用单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等含有胺基(
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NH)或巯基(
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SH)基团的水溶性单体或者直接使用含有胺基(
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NH)或巯基(
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SH)基团的聚合物。引发体系为水溶性引发剂如过硫酸钾、过硫酸铵等，促进剂为TMEDA。具体处理方法是，将预凝胶溶液在50℃～60℃加热24小时，得到聚多巴胺可逆粘附凝胶。
[0033]上述百分比均为质量百分比。
[0034]实施例1：分相法制备聚多巴胺可逆粘附凝胶
[0035]首先用NaOH配制pH为8的碱性溶液，用移液器精准的称量2ml此溶液，置入5ml的烧杯中。加入0.1g/ml F127DA并充分搅拌均匀，由于普朗尼克F127二丙烯酸酯(F127DA)的两亲性，在水中自发组装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)胶束的形成：在缓冲溶液中加入0.1g/ml～0.13g/ml的含有可聚合双键的两亲性三嵌段共聚物，两亲性三嵌段共聚物在水相中进行自发组装形成胶束溶液；(2)增溶胶束的制备：将疏水性单体
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水以体积比为1:2.5加入到步骤(1)制得的胶束溶液中，形成稳定的增溶胶束；(3)在步骤(2)得到的稳定增溶胶束中加入质量百分比0.35％的多巴胺、质量百分比14％的含有胺基或巯基基团的水溶性单体、质量百分比1.1％的热引发剂及质量百分比0.1％的促进剂，制得预凝胶溶液；然后将预凝胶溶液热引发聚合成胶之后脱模。2.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法，其特征在于：步骤(1)中，含有可聚合双键的两亲性三嵌段共聚物为普朗尼克F127二丙烯酸酯或普朗尼克F108二丙烯酸酯。3.根据权利要求1或2所述的一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法，其特征在于：步骤(2)中，疏水性单体为2
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丙烯酸
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甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏伟，李双利，金洗郎，陈卫星，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：