一步交联聚合新型酰腙键凝胶的制备方法技术

本发明专利技术提供了一步交联聚合新型酰腙键凝胶的制备方法。即以1,3,5

【技术实现步骤摘要】
一步交联聚合新型酰腙键凝胶的制备方法


[0001]本专利技术涉及一步交联聚合新型酰腙键凝胶的制备方法，属于高分子材料领域。

技术介绍

[0002]聚合物凝胶是聚合物大分子经过交联而形成的具有独特物理、化学性质的三维或互穿网状结构和大量溶剂组成的凝胶体系。根据聚合物大分子之间的交联方式，可分为聚合物物理凝胶和聚合物化学凝胶。聚合物物理凝胶是通过分子间作用力（氢键、范德华力等）为交联点形成交联体系，其强度较低、热稳定性和溶剂稳定性差，但对外界环境（如光、热等）具有良好的响应性，容易实现溶胶
‑
凝胶的可逆转换和自修复过程。而聚合物化学凝胶是大分子链之间以静态的共价键作为交联点形成的交联结构，具有较高的机械强度、热稳定性，但网络结构一旦被破坏，难以自修复。将物理凝胶的环境响应性和化学凝胶的机械性能结合起来，形成具有二者优良性能的智能聚合物凝胶成为当今研究的热点。
[0003]动态共价键是一类能发生可逆反应的化学键。将动态共价键应用于聚合物凝胶的合成中，可以获得兼具物理凝胶可逆性与化学凝胶稳定性的动态共价键凝胶。酰腙键是可逆共价键的典型代表，它是通过酰肼和醛或者酮反应得到，在可控聚合物方面应用广泛。酰腙键具有形成简单、反应条件温和、产物结构灵活多变、具有生物相容性等优点，在医药、生物领域具有潜在应用价值。
[0004]酰腙键凝胶是通过酰肼和醛或者酮反应得到的聚合物凝胶，但大多酰腙键凝胶采用先设计合成凝胶因子，再寻找交联基团，最后通过引发剂、交联剂从而合成得到酰腙键聚合物凝胶。目前，关于利用酰肼和醛为有机单体，在室温下一步快速直接合成新型酰腙键聚合物凝胶还鲜有文献报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的是如何实现酰腙键凝胶的合成方法简单、成本低廉、无催化剂、条件温和、反应速率快和产率高的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一步交联聚合新型酰腙键凝胶的制备方法，包括如下步骤：步骤一：均苯三甲酸三乙酯化合物的制备：将1,3,5
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苯三甲酰氯和无水乙醇按照质量/体积g/mL比为1:10
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1:20投料于圆底烧瓶，加入少许三乙胺，室温下搅拌反应4
‑
8 h，反应结束后，过滤、无水乙醇重结晶，得到均苯三甲酸三乙酯；步骤二：均苯三甲酰肼化合物的制备：将均苯三甲酸三乙酯和水合肼、无水乙醇、四氢呋喃按照质量/体积g/mL比分别为1:10
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1:15、1:10
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1:20、1:10
‑
1:20投料于圆底烧瓶，搅拌下加热回流4
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6 h，反应结束后，减压蒸馏，蒸馏水洗涤至中性，再用无水乙醇重结晶、过滤，得到均苯三甲酰肼；步骤三：新型酰腙键凝胶的制备：将均苯三甲酰肼和醛基有机单体按摩尔比为1:1或1:1.5进行投料，按均苯三甲酰肼中氨基和醛中醛基基团的含量来计算；
先称取一定量的均苯三甲酰肼于一个2
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20 mL的玻璃小瓶，加入二甲基亚砜，即DMSO溶剂，溶液浓度为0.04
‑
0.4mmol/mL，超声溶解完全；再称取一定量的醛基单体于另一个2
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20 mL的玻璃小瓶，加入DMSO溶剂溶解，溶液浓度为0.04
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0.4 mmol/mL或0.06
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0.6 mmol/mL；在超声下，将两种单体的DMSO溶液混合，浓度在0.01
‑
0.20 mmol/mL，以均苯三甲酰肼中氨基基团的含量来进行计算，混合液逐渐从浑浊液变为浅黄色的透明液，室温放置15
‑
30 min后呈凝胶状态，将新鲜凝胶转移至烘箱于80
ꢀº
C加热老化12 h；老化完毕后，将凝胶用15
‑
30 mL溶剂浸泡洗涤24 h，分3次，每8 h交换一次溶剂；最后用低温冷冻干燥或亚临界CO2索氏提取仪交换溶剂，获得浅黄色的固体凝胶粉末，产率为95
‑
98%。
[0007]本专利技术中，所述一步交联聚合是均苯三甲酰肼和醛基有机单体通过席夫碱反应直接缩合形成酰腙键。
[0008]本专利技术中，步骤三所述的均苯三甲酰肼和醛基有机单体的摩尔比为1:1或1:1.5，按氨基和醛基基团的含量来计算。
[0009]本专利技术中，步骤三所述的醛基有机单体为邻苯二甲醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛、联苯二甲醛和均苯三甲醛中的一种或几种化合物。
[0010]本专利技术中，步骤三所述的均苯三甲酰肼单体的DMSO溶液，浓度为0.04
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0.4mmol/mL。
[0011]本专利技术中，步骤三所述的醛基单体的DMSO溶液，浓度为0.04
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0.4 mmol/mL或0.06
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0.6 mmol/mL。
[0012]本专利技术中，步骤三所述的均苯三甲酰肼和醛的DMSO混合液浓度为0.01
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0.30 mmol/mL，以均苯三甲酰肼中氨基基团的含量来进行计算。
[0013]本专利技术中，步骤三所述的反应温度为室温。
[0014]本专利技术中，步骤三所述的反应时间为15
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30 min。
[0015]本专利技术中，所述的洗涤溶剂分别为四氢呋喃、无水乙醇。
[0016]采用上述技术方案的有益效果是：1.本专利技术利用酰肼和醛的有机单体为构筑模块，在室温下一步快速直接合成新型酰腙键聚合物凝胶，与现有酰腙键凝胶材料的制备方法相比，该新型酰腙键凝胶通过酰肼和醛的有机单体一步交联聚合完成，省去了现有酰腙键凝胶材料的先设计合成凝胶因子，再寻找交联基团的过程，其设计思想更加前沿和新颖。
[0017]2.本专利技术的酰腙键聚合物凝胶的制备方法与现有技术相比具有合成方法简单、条件温和、反应快速和产率高的优点。
[0018]3.本专利技术的新型酰腙键凝胶具有良好的物理化学性能，通过温度变化可以实现溶胶
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凝胶转换性能和室温自愈合功能，在智能材料、生物医药等方面有很好的应用潜力。
[0019]4.本专利技术的制备方法原料低廉、高效快捷，有很好的开发性和推广性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术中三种新型酰腙键凝胶的扫描电镜图。
[0021]图2为本专利技术中三种新型酰腙键凝胶的红外光谱图。
[0022]图3为本专利技术中三种新型酰腙键凝胶的核磁共振图。
[0023]图4为本专利技术中三种新型酰腙键凝胶的溶胶
‑
凝胶转换图。
[0024]图5为本专利技术中三种新型酰腙键凝胶的自愈合性能图。
[0025]具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施方式对本实验的三种新型酰腙键凝胶（BTH
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BD、BTH
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PD、BTH
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BDD）进行详细说明。
[0027]Ⅰ）三种新型酰腙键凝胶采用傅里叶变换红外光谱仪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一步交联聚合新型酰腙键凝胶的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤一：均苯三甲酸三乙酯化合物的制备：将1,3,5
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苯三甲酰氯和无水乙醇按照质量/体积g/mL比为1:10
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1:20投料于圆底烧瓶，加入少许三乙胺，室温下搅拌反应4
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8 h，反应结束后，过滤、无水乙醇重结晶，得到均苯三甲酸三乙酯；步骤二：均苯三甲酰肼化合物的制备：将均苯三甲酸三乙酯和水合肼、无水乙醇、四氢呋喃按照质量/体积g/mL比分别为1:10
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1:15、1:10
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1:20、1:10
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1:20投料于圆底烧瓶，搅拌下加热回流4
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6 h，反应结束后，减压蒸馏，蒸馏水洗涤至中性，再用无水乙醇重结晶、过滤，得到均苯三甲酰肼；步骤三：新型酰腙键凝胶的制备：将均苯三甲酰肼和醛基有机单体按摩尔比为1:1或1:1.5进行投料，按均苯三甲酰肼中氨基和醛中醛基基团的含量来计算；先称取一定量的均苯三甲酰肼于一个2
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20 mL的玻璃小瓶，加入二甲基亚砜，即DMSO溶剂，溶液浓度为0.04
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0.4mmol/mL，超声溶解完全；再称取一定量的醛基单体于另一个2
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20 mL的玻璃小瓶，加入DMSO溶剂溶解，溶液浓度为0.04
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0.4 mmol/mL或0.06
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0.6 mmol/mL；在超声下，将两种单体的DMSO溶液混合，浓度在0.01
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0.20 mmol/mL，以均苯三甲酰肼中氨基基团的含量来进行计算，混合液逐渐从浑浊液变为浅黄色的透明液，室温放置15
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30 min后呈凝胶状态，将新鲜凝胶转移至烘箱于80
ꢀº
C加热老化12 h；老化完毕后，将凝胶用1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成江，李玉凰，袁红梅，卢泽毅，
申请(专利权)人：遵义医科大学，
类型：发明
国别省市：