一种泡沫水凝胶制作方法技术

本发明专利技术提供一种泡沫水凝胶制作方法，包括如下步骤：S1：首先，制作含有微纳通道的T型器件；然后在T型器件的微纳通道内生产体积可控且均匀的气泡溶液；S2：水凝胶单体在化学交联方法或物理交联方法把均匀的气泡溶液生成孔隙均匀的泡沫水凝胶。本发明专利技术泡沫水凝胶制作方法，通过微流控技术在溶液中生成均匀可控的气泡溶液，然后形成多孔水凝胶；本发明专利技术制作方法简单且形成的水凝胶可控，有利于形成具有优异的力学性能的水凝胶。的力学性能的水凝胶。的力学性能的水凝胶。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫水凝胶制作方法


[0001]本专利技术涉及材料加工
，尤其涉及一种泡沫水凝胶制作方法。

技术介绍

[0002]泡沫水凝胶是指具备大孔结构(10
‑
1000um)的多孔水凝胶，通常是将直径10
‑
1000um的紧密填充的气泡集成到水凝胶网络中，使得水凝胶在保持自身特性的同时具备泡沫结构，泡沫水凝胶具备优良的生物相容性、优异的吸收性能、大的比表面体积以及可调节的力学性能。
[0003]现有泡沫水凝胶的制作过程主要分为两步：第一步为发泡工艺，是在用于生成水凝胶的溶液中生成稳定密集的气泡；第二步是将富含泡沫的溶液交联形成水凝胶。
[0004]常用的发泡工艺有化学发泡法和物理发泡法。其中化学发泡法是通过在溶液中加入化学试剂，发生化学反应产生气体来生成气泡；物理发泡法是通过机械搅拌的方式在溶液中引入气泡。这些方法无法生成体积均匀可控的气泡，且有的需要引入有毒试剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有优异的力学性能且可控的泡沫水凝胶制作方法。
[0006]本专利技术提供一种泡沫水凝胶制作方法，包括如下步骤：
[0007]S1：首先，制作含有微纳通道的T型器件；然后在T型器件的微纳通道内生产体积可控且均匀的气泡溶液；
[0008]S2：水凝胶单体采用化学交联方法或物理交联方法把均匀的气泡溶液生成孔隙均匀的泡沫水凝胶。
[0009]进一步地，步骤S1的具体方法为：
[0010]S11：通过3D打印或者软光刻或者精密加工制作T型器件，所述T型器件包括相互垂直连接的第一微纳通道和第二微纳通道，所述第一微纳通道具有相对设置的两个开口，所述第二微纳通道具有一个开口；
[0011]S12：气相由所述第二微纳通道的开口通入所述第二微纳通道内，液相由所述第一微纳通道的一个开口通入所述第一微纳通道内；
[0012]S13：气相和液相在T型器件内相遇；
[0013]S14：调节气相的压强、液相的压强和T型器件的第一微纳通道和第二微纳通道的宽度，在第一微纳通道内生产体积可控且均匀的气泡溶液，所述气泡溶液向第二微纳通道的另一个开口方向流动。
[0014]进一步地，所述气相为空气，所述液相为含有单体、交联剂等成分的溶液。
[0015]进一步地，步骤S11制作的T型器件包括沿第一方向延伸的第一微纳通道和沿第二方向延伸且与所述第一微纳通道连通的第二微纳通道，所述第一微纳通道具有位于其一端的第一微纳通道第一开口和位于其另一端的第二微纳通道第二开口；所述第二微纳通道具有位于其一端的第二微纳通道第一开口和与所述第二微纳通道连通的第二微纳通道第二
开口；所述第一方向和第二方向相互垂直。
[0016]进一步地，所述第一微纳通道和第二微纳通道的宽度为200
‑
400um。
[0017]进一步地，步骤S12至S14中，气压泵作为动力源，使得气相和液相分别进入第二微纳通道和第一微纳通道。
[0018]进一步地，当采用化学交联时，化学交联中需加入戊二醛。
[0019]进一步地，当采用物理交联时，物理交联需通过冻融法交联。
[0020]进一步地，水凝胶单体为聚乙烯醇，步骤S2的具体方法为：
[0021]S21:均匀的气泡溶液和聚乙烯醇放入在
‑
25℃至
‑
15℃的环境中冷冻25
‑
15小时；
[0022]S22：取出步骤S21的均匀的气泡溶液和聚乙烯醇并将其放在常温下解冻3
‑
5小时；
[0023]S23：重复步骤S21进行冷冻和步骤S22进行解冻并重复2至4次；
[0024]S24：聚乙烯醇在冷冻过程中形成氢键，均匀的气泡溶液和氢键交联成为水凝胶。
[0025]本专利技术泡沫水凝胶制作方法，通过微流控技术在溶液中生成均匀可控的气泡溶液，然后形成多孔水凝胶；本专利技术制作方法简单且形成的水凝胶可控，有利于形成具有优异的力学性能的水凝胶。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术的实施例的制备含有均匀的气泡溶液的工作示意图；
[0028]图2是本专利技术的实施例的通过冻融法对泡沫溶液进行交联和生成孔隙均匀的泡沫水凝胶的工作示意图。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]本专利技术一种泡沫水凝胶制作方法，包括如下步骤：
[0032]S1：如图1所示，首先，制作含有微纳通道的T型器件；然后在T型器件的微纳通道内生产体积可控且均匀的气泡溶液30；
[0033]S2：如图2所示，水凝胶单体采用化学交联方法或物理交联方法把均匀的气泡溶液30生成孔隙均匀的泡沫水凝胶40。
[0034]其中步骤S1和步骤是基于微流控发泡方法制作含有微纳通道的器件，其中微流控
发泡方法指的是3D打印、软光刻或者精密加工。
[0035]如图1所示，步骤S1的具体方法为：
[0036]S11：通过3D打印或者软光刻或者精密加工制作一系列T型器件，其中T型器件包括沿第一方向延伸的第一微纳通道10和沿第二方向延伸且与第一微纳通道10连通的第二微纳通道20，第一微纳通道10具有位于其一端的第一微纳通道第一开口11和位于其另一端的第二微纳通道第二开口12，第二微纳通道20具有位于其一端的第二微纳通道第一开口21和与第二微纳通道20连通的第二微纳通道第二开口(图未示)，由于第二微纳通道第二开口与第二微纳通道20，故无需标识。
[0037]第一方向和第二方向相互垂直，第一微纳通道10和第二微纳通道20的宽度为200
‑
400um。
[0038]S12：气相(如空气)由第二微纳通道20的第二微纳通道第一开口21通入第二微纳通道20内，液相(含有单体、交联剂等成分的溶液)由第一微纳通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫水凝胶制作方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：首先，制作含有微纳通道的T型器件；然后在T型器件的微纳通道内生产体积可控且均匀的气泡溶液(30)；S2：水凝胶单体采用化学交联方法或物理交联方法把均匀的气泡溶液(30)生成孔隙均匀的泡沫水凝胶(40)。2.根据权利要求1所述的泡沫水凝胶制作方法，其特征在于，步骤S1的具体方法为：S11：通过3D打印或者软光刻或者精密加工制作T型器件，所述T型器件包括相互垂直连接的第一微纳通道(10)和第二微纳通道(20)，所述第一微纳通道(10)具有相对设置的两个开口，所述第二微纳通道(20)具有一个开口；S12：气相由所述第二微纳通道的开口通入所述第二微纳通道(20)内，液相由所述第一微纳通道的一个开口通入所述第一微纳通道(10)内；S13：气相和液相在T型器件内相遇；S14：调节气相的压强、液相的压强和T型器件的第一微纳通道和第二微纳通道的宽度，在第一微纳通道内生产体积可控且均匀的气泡溶液(30)，所述气泡溶液(30)向第二微纳通道的另一个开口方向流动。3.根据权利要求2所述的泡沫水凝胶制作方法，其特征在于，所述气相为空气，所述液相为含有单体、交联剂等成分的溶液。4.根据权利要求2所述的泡沫水凝胶制作方法，其特征在于，步骤S11制作的T型器件包括沿第一方向延伸的第一微纳通道(10)和沿第二方向延伸且与所述第一微纳通道(10)连通的第二微纳通道(20)，所述第一微纳通道(10)具有位于其一端的第一微纳通道第一开...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鑫，刘振，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：