【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水凝胶制备，具体涉及一种5fbvi-3b-cb[8]超分子交联剂和多臂超分子水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、水凝胶是一类具有三维交联网络结构且内部含有大量水的高分子材料。水凝胶的强度及韧性一般不太理想，而对其进行增强或增韧的方法往往会降低其拉伸性，并限制了其使用范围。超分子聚合物网络（supramolecular polymer network，spn）是一类由线性高分子经非共价键交联而成的软物质材料。得益于非共价交联的动态可逆性，这类材料拥有优异的力学和加工性能，例如高可拉伸性、高韧性、自修复性、循环可塑性等。动态键是一种在没有刺激的情况下保持稳定，而在光、电、热、ph等刺激下可进行可逆反应的化学键。由动态键组装形成的动态聚合物，往往具有刺激响应性、自愈性、降解性等性质，以及spn突出的材料特性，广泛用在自修复电极、电子皮肤、柔性器件、药物递送等前沿领域，制备多功能性生物材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术的不足，提供一种5fbvi-3b-cb[8]超分子交联剂和多臂超分子水凝胶及其制备方法和应用，具体采用以下的技术方案：
2、本专利技术的第一方面，提供了一种5fbvi-3b-cb[8]超分子交联剂的制备方法，其特征在于，所述制备过程如下：
3、先将三臂单体和自由基单体溶于水中，超声5 min-20 min，然后加入葫芦脲[8]，继续超声5 min-20 min，得到5fbvi-3b-cb[8]超分子交联剂；p>
4、所述三臂单体选自以下3b-1、3b-2、3b-3结构中的一种：
5、；
6、所述自由基单体的结构式如式i所示：
7、式i。
8、在上述制备方法中可以提供多个主客体结合位点，制备的水凝胶在受到应力时更有效的耗散所受应力，且cb[8]的极性羰基和5fbvi的季铵阳离子之间的偶极-偶极相互作用也能耗散一定应力，使水凝胶的力学性能更加优异。
9、作为进一步优选的实施方式，上述三臂单体制备路线如下路线一、路线二或路线三所示：
10、路线一：
11、；
12、路线二：
13、；
14、路线三：
15、。
16、作为进一步优选的实施方式，上述自由基单体制备路线如下：
17、。
18、作为进一步优选的实施方式，上述葫芦脲[8]由以下步骤得到：
19、将甘脲溶解于hcl溶液中，充分搅拌，然后滴加多聚甲醛，在100℃，搅拌18小时直至形成凝胶状态，冷却至室温，静置结晶得到cb[6]，再过滤得到母液；
20、将母液进行浓缩，得到黄色胶状固体，然后加入甲酸水溶液，搅拌，得到白色悬浊液后加甲酸，继续搅拌1 h，过滤，得到滤饼；
21、将滤饼置于浓盐酸中并于80℃下进行热熔，然后进行纯结晶，最终得到葫芦脲[8]。
22、本专利技术的第二方面，提供了一种多臂超分子水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
23、将丙烯酰胺、5fbvi-3b-cb[8]超分子交联剂和光引发剂i-2959混合后溶解于水中，然后用氮气清洗20 min-40 min，清洗结束后转移至玻璃模具中，在紫外线照射下进行照射6 h-8 h，最终得到多臂超分子水凝胶。
24、本专利技术利用了cb[8]（葫芦脲[8]）的大环空腔，空腔可容纳各种疏水性基团或有机分子，且该空腔尺寸高度可调，其端口外端分布着具有亲水性的羰基，可以与金属离子、有机铵离子等键合形成络合物。腔体内部又可以通过所设计分子之间的π-π非共价作用力相互作用，形成2:1的主—客体络合物，通过与本专利技术精心设计合成的三臂单体用于spn网络的空间交联，使得构建出的水凝胶材料力学性能优异。
25、作为进一步优选的实施方式，上述丙烯酰胺、5fbvi-3b-cb[8]超分子交联剂、光引发剂i-2959和水的用量比为1 g：69.3 mg：20 μl：2.5 ml。
26、本专利技术的第三方面，还提供了一种由上述制备方法制得的多臂超分子水凝胶，且该多臂超分子水凝胶可以应用在制备防弹衣、水下粘结材料、人造皮肤、安全气囊材料中。
27、本专利技术的有益效果为：本专利技术提出了一种5fbvi-3b-cb[8]超分子交联剂，该超分子交联剂能提供多个主客体交联位点，制备的水凝胶力学性能相对优异。本专利技术还提供了一种多臂超分子水凝胶和制备方法，该方法利用葫芦脲[8]的大环空腔，实现一种新型的极性π-π非共价作用力，结合所设计合成的三臂单体用于spn网络的空间交联，构建力学性能优异的水凝胶材料。根据本专利技术实施例的数据结果显示，本专利技术制备的水凝胶最大能够承受60mpa的压缩应力远远高于骨骼的最大承受压力，可广泛应用于防弹衣、水下粘结材料、人造皮肤、安全气囊材料、医疗、军事、建筑中。
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1.一种5FBVI-3B-CB[8]超分子交联剂的制备方法，其特征在于，所述制备过程如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三臂单体制备路线如下所示：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三臂单体制备路线如下所示：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三臂单体制备路线如下所示：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述自由基单体制备路线如下：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述葫芦脲[8]由以下步骤得到：
7.一种多臂超分子水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、5FBVI-3B-CB[8]超分子交联剂、光引发剂I-2959和水的用量比为1 g：69.3 mg：20 μL：2.5 mL。
9.一种多臂超分子水凝胶，其特征在于，由权利要求7-8任一项所述的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述的多臂超分子水凝胶在制备防弹衣、水下粘结材料、
...【技术特征摘要】
1.一种5fbvi-3b-cb[8]超分子交联剂的制备方法，其特征在于，所述制备过程如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三臂单体制备路线如下所示：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三臂单体制备路线如下所示：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三臂单体制备路线如下所示：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述自由基单体制备路线如下：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述葫...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓季，邹翔，王强，丘思慧，苏维恩，樊苗苗，杨联薪，李笠晖，钟芷珊，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：
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