The invention belongs to the technical field of macromolecule material, a preparation method of nano molybdenum disulfide film polymer composite hydrogel and its self-healing system is based on the provided. The composite hydrogel is formed by a light initiated click reaction in an aqueous solution of a nano thin layer MoS2 film. The click reaction is an unsaturated double bond in methacrylic anhydride gelatin and a sulfhydryl group in four arm polyvinyl alcohol, which occurs under ultraviolet radiation. The self healing property is that the material can achieve self healing by warming the temperature of the hydrogel by utilizing the photothermal conversion property of the nanometer thin layer molybdenum disulfide sheet under the irradiation of the near infrared light. The invention applies the nanometer two-dimensional material molybdenum disulfide sheet to the self-healing material field, and endows the fast healing property under the light stimulation condition of the material.
【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米薄层二硫化钼片的高分子复合自愈合水凝胶及其制备方法
本专利技术属于高分子生物材料
,尤其涉及一种基于纳米薄层二硫化钼片的高分子复合自愈合水凝胶及其制备方法。
技术介绍
自愈合材料是受到大自然的启发,模仿生物体损伤愈合,通过物质补给或能量补给机制,使材料的微损伤能够得以自动愈合的一种新兴仿生材料。目前,复合水凝胶、纳米复合水凝胶在自愈合领域已经有了很大的进展,一般是由不混溶的有机(聚合物)和无机成分(粘土/颗粒)与复杂的(纳米级)结构体组成。McKee等(Adv.Funct.Mater.2014,24,2706)通过主客体相互作用制备了一种纳米复合水凝胶并具有优异的自愈合性能(自愈合时间小于10s)。Spoljaric等(Eur.Polym.J.2014,56,105)通过混合纳米原纤化纤维素(NFC)、聚乙烯醇(PVA)、硼砂合成了纳米复合水凝胶,具有优异的自愈合性能,其自愈合性能是由氢键的重组引发的,且氢键的存在也将大幅提升水凝胶的机械性能。此外,Duan等(J.Nanomater.2015,10,1155)将一种由纤维素纳米晶须、丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八酯等组成的水凝胶能够通过疏水性胶束的解离和重组实现凝胶的自愈合性能。但是,这些自愈合水凝胶具有一定的生物毒性,且机械性能无法满足实际使用需求。近年来,二维纳米材料在自愈合材料制备领域逐渐崭露头角,特别是石墨烯作为重要组分构建纳米复合自愈合材料引起了人们的广泛关注,Cui等(J.Mater.Chem.A.2015,3,17445)将氧化石墨烯片层通过与聚丙烯酰胺物理交联的方法制备了一种混 ...
【技术保护点】
一种基于纳米薄层二硫化钼片的高分子复合自愈合水凝胶,其特征在于,所述高分子水凝胶由纳米薄层二硫化钼片、甲基丙烯酸酐化明胶、四臂巯基聚乙烯醇合成,所述四臂巯基聚乙烯醇与甲基丙烯酸酐化明胶是在二硫化钼片水溶液中发生反应的,且四臂巯基聚乙烯醇的部分端巯基与甲基丙烯酸酐化明胶的分子链发生了光引发点击反应而联结在一起,联结在一起的分子链与均匀分布的纳米薄层二硫化钼片进行了缠绕;所述自愈合性能利用纳米薄层二硫化钼片的光热转化特性实现。
【技术特征摘要】
1.一种基于纳米薄层二硫化钼片的高分子复合自愈合水凝胶,其特征在于,所述高分子水凝胶由纳米薄层二硫化钼片、甲基丙烯酸酐化明胶、四臂巯基聚乙烯醇合成,所述四臂巯基聚乙烯醇与甲基丙烯酸酐化明胶是在二硫化钼片水溶液中发生反应的,且四臂巯基聚乙烯醇的部分端巯基与甲基丙烯酸酐化明胶的分子链发生了光引发点击反应而联结在一起,联结在一起的分子链与均匀分布的纳米薄层二硫化钼片进行了缠绕;所述自愈合性能利用纳米薄层二硫化钼片的光热转化特性实现。2.一种如权利要求1所述的高分子复合自愈合水凝胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:步骤1:在容器中加入四臂巯基聚乙烯醇与纳米薄层二硫化钼片水溶液,搅拌混合溶液30min;步骤2:在上述步骤1中的混合溶液中加入甲基丙烯酸酐化明胶固体,搅拌使其完全溶解;步骤3:在上述步骤2中的混合溶液中加入光引发剂待完全溶解,通惰性气体去除氧气;步骤4:将上述步骤3中的混合溶液在紫外光辐射下反应10min~180min,得到高分子复合水凝胶;步骤5:将制得的高分子复合水凝胶放入恒温箱中保存陈化,即可得到基于纳米薄层二硫化钼片的高分子复合自愈合水凝胶。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述纳米薄层二硫化钼片通过超声辅助插层法合成,所述甲基丙烯酸酐化明胶通过明胶与甲基丙烯酸酐反应合成,所述四臂巯基聚乙烯醇的分子量为5K。4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,上述步骤1中的四臂巯基聚乙烯醇和纳米薄层二硫化钼片水溶液的质量体积比为26.8%,纳米薄层二硫化钼片溶液的浓度为0.5mg/ml。5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,上述步骤2中溶液搅拌的环境温度为20℃,上述步骤5中的恒温箱中保存温度为25℃。6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,上述步骤3中甲基丙烯酸酐化明胶和纳米薄层二硫化钼片水溶液的质量体积比为15%,所述光引发剂为Irg295...
【专利技术属性】
技术研发人员:汪联辉,杨文静,陈思谋,宇文力辉,张琦,
申请(专利权)人:南京邮电大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。