一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，具体步骤如下：首先，将丙烯酸和丙烯腈溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯比咯烷酮，于60℃～75℃的恒温水浴条件下搅拌反应2h～5h；之后将反应后的溶液浸泡在去离子水中，除去未反应的单体和引发剂，即得到的三维互穿网络水凝胶。该方法以丙烯酸和丙烯腈为单体，合成具有pH响应的交联共聚物；通过聚乙烯比咯烷酮高分子链调控水凝胶的孔径大小，可以提高在pH为8～13之间的水凝胶的吸水性能。

A preparation method of three-dimensional interpenetrating network hydrogel with pH response

The invention discloses a method for preparing a three-dimensional interpenetrating network hydrogel with pH response. The specific steps are as follows: firstly, acrylic acid and acrylonitrile are dissolved in deionized water and stirred evenly, then initiator potassium persulfate, crosslinking agent N, N'methylene bisacrylamide and polyvinylpyrrolidone are added to the hydrogel, and the temperature is from 60 to 75 degrees Celsius. The three-dimensional interpenetrating network hydrogels were obtained by stirring the reaction in a constant temperature water bath for 2h to 5h, then soaking the reaction solution in deionized water to remove the unreacted monomers and initiators. In this method, acrylic acid and acrylonitrile were used as monomers to synthesize pH-responsive cross-linked copolymers, and the hydrophobicity of hydrogels with pH between 8 and 13 could be improved by adjusting the pore size of hydrogels with polyvinylpyrrolidone chain.

【技术实现步骤摘要】
一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法
本专利技术属于水凝胶材料制备工艺
，涉及一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法。
技术介绍
随着生物医药工程技术的发展，水凝胶材料受到了人们的重视和广泛关注，在许多领域具有广阔的应用前景，如医药卫生、生物医学工程、化妆品等领域。现有水凝胶均是通过交联共聚的方法制备得到的，而通过此方法制备出的材料，其吸水性较差，并且pH响应共聚水凝胶吸水性差，因而，制约了其在医药卫生、生物医学工程领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，解决了具有pH响应的交联共聚水凝胶中存在吸水性能差的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸和丙烯腈溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯比咯烷酮，于60℃～75℃的恒温水浴条件下搅拌反应2h～5h；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，除去未反应的单体和引发剂，即得到具有pH响应的三维互穿网络水凝胶。本专利技术的特点还在于，步骤1中，丙烯酸和丙烯腈的质量比为7：3。步骤1中，过硫酸钾的质量与丙烯酸和丙烯腈单体总质量之比0.01：10。步骤1中，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比0.01～0.02：10。步骤1中，聚乙烯比咯烷酮的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比为0.1～0.2：10；聚乙烯比咯烷酮的分子量为40000。步骤2中，浸泡时间为70h～75h，浸泡温度为20℃～25℃。本专利技术的有益效果是，以丙烯酸和丙烯腈为单体，合成具有pH响应的交联共聚物；通过聚乙烯比咯烷酮高分子链调控水凝胶的孔径大小，可以提高在pH为8～13之间的水凝胶的吸水性能。附图说明图1是本实施例中的三维互穿网络水凝胶的SEM图；图2是对比例中的水凝胶的SEM图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸(AA)和丙烯腈(AN)溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾(KPS)、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)、聚乙烯比咯烷酮(PVP)，于60℃～75℃的恒温水浴条件下搅拌反应2h～5h；其中，丙烯酸和丙烯腈的质量比为7：3；过硫酸钾的质量与丙烯酸和丙烯腈单体总质量之比0.01：10；N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比0.01～0.02：10；聚乙烯比咯烷酮的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比为0.1～0.2：10；聚乙烯比咯烷酮的分子量为40000；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，浸泡时间为70h～75h，浸泡温度为20℃～25℃，除去未反应的单体和引发剂，即得到具有pH响应的三维互穿网络水凝胶(P(AA-co-AN)/PVP)。实施例1本专利技术一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸和丙烯腈溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯比咯烷酮，于62℃的恒温水浴条件下搅拌反应2h；其中，丙烯酸和丙烯腈的质量比为7：3；过硫酸钾的质量与丙烯酸和丙烯腈单体总质量之比0.1：10；N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比0.1：10；聚乙烯比咯烷酮的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比为0.1：10；聚乙烯比咯烷酮的分子量为40000；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，浸泡时间为70h，浸泡温度为20℃，除去未反应的单体和引发剂，即得到三维互穿网络P(AA-co-AN)/PVP水凝胶。实施例2本专利技术一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸和丙烯腈溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯比咯烷酮，于60℃的恒温水浴条件下搅拌反应3h；其中，丙烯酸和丙烯腈的质量比为7：3；过硫酸钾的质量与丙烯酸和丙烯腈单体总质量之比0.1：10；N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比0.1：10；聚乙烯比咯烷酮的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比为0.12：10；聚乙烯比咯烷酮的分子量为40000；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，浸泡时间为72h，浸泡温度为20℃，除去未反应的单体和引发剂，即得到三维互穿网络P(AA-co-AN)/PVP水凝胶。实施例3本专利技术一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸和丙烯腈溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯比咯烷酮，于65℃的恒温水浴条件下搅拌反应3h；其中，丙烯酸和丙烯腈的质量比为7：3；过硫酸钾的质量与丙烯酸和丙烯腈单体总质量之比0.1：10；N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比0.12：10；聚乙烯比咯烷酮的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比为0.14：10；聚乙烯比咯烷酮的分子量为40000；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，浸泡时间为72h，浸泡温度为20℃，除去未反应的单体和引发剂，即得到三维互穿网络水凝胶P(AA-co-AN)/PVP水凝胶。实施例4本专利技术一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸(AA)和丙烯腈(AN)溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾(KPS)、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)、聚乙烯比咯烷酮(PVP)，于75℃的恒温水浴条件下搅拌反应3h；其中，丙烯酸和丙烯腈的质量比为7：3；过硫酸钾的质量与丙烯酸和丙烯腈单体总质量之比0.01：10；N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比0.01～0.02：10；聚乙烯比咯烷酮的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比为0.18：10；聚乙烯比咯烷酮的分子量为40000；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，除去未反应的单体和引发剂，即得到三维互穿网络P(AA-co-AN)/PVP水凝胶；浸泡时间为75h，浸泡温度为25℃。实施例5本专利技术一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸(AA)和丙烯腈(AN)溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾(KPS)、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)、聚乙烯比咯烷酮(PVP)，于75℃的恒温水浴条件下搅拌反应5h；其中，丙烯酸和丙烯腈的质量比为7：3；过硫酸钾的质量与丙烯酸和丙烯腈单体总质量之比0.01：10；N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比0.01～0.02：10；聚乙烯比咯烷酮的质量与丙烯酸和丙烯腈总质量之比为0.2：10；聚乙烯比咯烷酮的分子量为40000；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，除去未反应的单体和引发剂，即得到三维互穿网络P(AA-c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸和丙烯腈溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯比咯烷酮，于60℃～75℃的恒温水浴条件下搅拌反应2h～5h；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，除去未反应的单体和引发剂，即得到具有pH响应的三维互穿网络水凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，将丙烯酸和丙烯腈溶于去离子水中，搅拌均匀，之后加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙烯比咯烷酮，于60℃～75℃的恒温水浴条件下搅拌反应2h～5h；步骤2，经步骤1后，将反应后的溶液浸泡在去离子水中，除去未反应的单体和引发剂，即得到具有pH响应的三维互穿网络水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，丙烯酸和丙烯腈的质量比为7：3。3.根据权利要求1所述的一种具有pH响应的三维互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏清渤，宋伟，付峰，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61