一种具有互穿聚合物网络结构的SBCs/PNIPAM复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有互穿聚合物网络结构的SBCs/PNIPAM复合材料及其制备方法。它是由苯乙烯类热塑性弹性体、N‑异丙基丙烯酰胺单体、引发剂以及交联剂制备而成；其中，苯乙烯类热塑性弹性体与N‑异丙基丙烯酰胺单体的质量比为1:0.5～5；引发剂与N‑异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:10～100；交联剂与N‑异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:5～50。本发明专利技术制备得到的复合材料具有同聚N‑异丙基丙烯酰胺凝胶近似的温度响应，并具有聚N‑异丙基丙烯酰胺所不具备的力学支撑和形状保持性，能够广泛应用于医用敷料、药物负载与缓释、传感器等领域，前景良好。

【技术实现步骤摘要】
一种具有互穿聚合物网络结构的SBCs/PNIPAM复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种具有互穿聚合物网络结构的SBCs/PNIPAM复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)是近二十年来研究最为广泛的水凝胶材料，其线性分子水溶液具有典型的温度依赖性，在30～35℃附近会出现明显的溶胶-凝胶转变行为；而其交联型水凝胶体系则在30～35℃附近出现显著的体积溶胀-坍缩行为。因此，这一聚合物能够广泛应用于药物控制释放和传感器领域。目前在水或有机溶剂中制备得到的聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶材料存在以下问题：(1)干燥样品的聚N-异丙基丙烯酰胺线性或交联聚合物为高度脆性的硬质树脂，难以加工成型，也不易保存；(2)含水平衡后的聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶材料形状保持能力差，无法形成特定形状，严重制约了其应用范围，例如CN101293939A，其公开了一种异丙基丙烯酰胺聚合物水凝胶及其合成方法：将异丙基丙烯酰胺、氧化剂、引发还原剂、交联剂溶于水中后进行反应。因此，目前需要一种在聚N-异丙基丙烯酰胺聚合物特有的温度响应性的基础上，还具有更好的力学支撑和形状保持能力的材料。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有互穿聚合物网络结构的SBCs/PNIPAM复合材料，它是由苯乙烯类热塑性弹性体、N-异丙基丙烯酰胺单体、引发剂以及交联剂制备而成；其中，苯乙烯类热塑性弹性体与N-异丙基丙烯酰胺单体的质量比为1:0.5～5；引发剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:10～100；交联剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:5～50。进一步地，所述苯乙烯类热塑性弹性体与N-异丙基丙烯酰胺单体的质量比1:1～4；所述引发剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:20～60；所述交联剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:10～30。进一步地，所述苯乙烯类热塑性弹性体与N-异丙基丙烯酰胺单体的质量比1:2.5～3.5；优选为1:3；所述引发剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:40～45；优选为1:40；所述交联剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:15～20。进一步地，所述苯乙烯类热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体或其氢化产物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性弹性体或其氢化产物、苯乙烯-丁二烯-异戊二烯热塑性弹性体或其氢化产物中的一种或多种；所述引发剂为过氧化物、偶氮化合物中的任意一种；所述交联剂为二烯类丙烯酸酯。进一步地，所述过氧化物为氢过氧化物、烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯、过氧化碳酸脂、酮过氧化物；所述的偶氮化合物为油溶性偶氮化合物、两亲性偶氮化合物；所述二烯类丙烯酸酯选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、苯氧基三乙二醇二甲基丙烯酸酯。进一步地，所述氢过氧化物选自异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢；所述烷基过氧化物选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化十二酰、双叔丁基过氧化二异丙基苯、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯；所述二酰基过氧化物选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)；所的过氧酯选自过氧新庚酸-1,1-二甲基-3-羟丁酯、过氧化新庚酸、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧新戊酸叔丁酯、过辛酸叔戊酯、过辛酸叔丁酯、过苯甲酸叔丁酯；所述过氧化碳酸脂选自过氧二碳酸脂、2-乙基己基过氧二碳酸脂；所述的酮过氧化物选自1，1-二叔丁基过氧化环己烷、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷；所述的油溶性偶氮化合物选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈；所述的两亲性偶氮化合物选自偶氮异丁腈基甲酰胺、1-((氰基-1-甲基乙基)偶氮)甲酰胺。本专利技术还提供了上述复合材料的制备方法，苯乙烯类热塑性弹性体与N-异丙基丙烯酰胺，在有机溶剂、引发剂以及交联剂存在的条件下，通过自由基溶液聚合制得。进一步地，所述有机溶剂选自苯、四氢呋喃、氯仿中一种或多种。进一步地，所述有机溶剂为苯或四氢呋喃或苯与四氢呋喃组成的混合溶剂，混合溶剂中苯与四氢呋喃的体积比为1:0.1～10，优选为1:0.25～4。本专利技术还提供了上述复合材料在制备水凝胶中的用途。本专利技术中，苯乙烯类热塑性弹性体是以苯乙烯、丁二烯、异戊二烯为原料合成的嵌段共聚物及其加氢后的产物，其具有线性或者是星型的分子链结构。本专利技术通过原位聚合的方式，以自由基聚合机理合成的具有互穿聚合物网络结构的苯乙烯类热塑性弹性体/聚N-异丙基丙烯酰胺复合材料，具有同聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶近似的温度响应，并具有聚N-异丙基丙烯酰胺所不具备的力学支撑和形状保持性，能够广泛应用于医用敷料(是指可用于包覆伤口的用品，用以覆盖疮、伤口或者其他损害的医用材料)、药物负载与缓释、传感器等领域，前景良好。同时，本专利技术还通过控制聚合溶剂组成的方式，制备出不同饱和吸水率的具有互穿聚合物网络结构的苯乙烯类热塑性弹性体/聚N-异丙基丙烯酰胺(SBCs/PNIPAM)复合材料，能够适用于不同含水率要求下的医用敷料、药物负载与缓释、传感器等领域，前景良好。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的得到的SBS/PNIPAM复合材料的结构示意图。图2为本专利技术实施例1所制备的SBS/PNIPAM复合材料的红外光谱测试结果。图3为本专利技术实施例2-7所制备的SBS/PNIPAM复合材料的平衡吸水率随着温度的变化趋势图4为本专利技术施例1所制备的SBS/PNIPAM复合材料的拉伸性能及压缩性能测试结果图5为本专利技术施例1所制备的SBS/PNIPAM复合材料体外药物释放实验的数据。具体实施方式本专利技术具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，可通过购买市售产品获得。苯乙烯弹性体：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物(SBS)，来源于中国石化巴陵石化总厂，以及科腾聚合物公司；N-异丙基丙烯酰胺：来源于Adamas-beta试剂公司，纯度98％；苯：均来源于成都市科龙化工试剂厂，分析纯；四氢呋喃：均来源于成都市科龙化工试剂厂，分析纯；过氧化十二酰：来源于阿拉丁试剂公司，纯度98％；过氧化苯甲酰：均来源于成都市科龙化工试剂厂，分析纯；乙二醇二甲基丙烯酸酯：来源于阿拉丁试剂公司，纯度98％。实施例10.75gSBS与2.25g(20mmol)N-异丙基丙烯酸酯溶解于30(±1)℃的10ml四氢呋喃溶剂中，保证溶剂无挥发的前提，搅拌直至溶液均匀。随后，在溶解均匀的溶液中加入0.5mmol过氧化苯甲酰引发剂和1.14mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯交联剂，进一步搅拌均匀并通氮气除去氧气。之后，将过滤后的混合溶液倒入可完全密闭的聚四氟乙烯模具并密封，反应温度80℃，聚合时间20h。合成产物于25℃下缓慢挥发溶剂48h，随后置于40℃真空环境继续去除残余溶剂24h。所获得的干燥样品置于流动水中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有互穿聚合物网络结构的SBCs/PNIPAM复合材料，其特征在于：它是由苯乙烯类热塑性弹性体、N‑异丙基丙烯酰胺单体、引发剂以及交联剂制备而成；其中，苯乙烯类热塑性弹性体与N‑异丙基丙烯酰胺单体的质量比为1:0.5～5；引发剂与N‑异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:10～100；交联剂与N‑异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:5～50。

【技术特征摘要】
1.一种具有互穿聚合物网络结构的SBCs/PNIPAM复合材料，其特征在于：它是由苯乙烯类热塑性弹性体、N-异丙基丙烯酰胺单体、引发剂以及交联剂制备而成；其中，苯乙烯类热塑性弹性体与N-异丙基丙烯酰胺单体的质量比为1:0.5～5；引发剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:10～100；交联剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:5～50。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述苯乙烯类热塑性弹性体与N-异丙基丙烯酰胺单体的质量比1:1～4；所述引发剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:20～60；所述交联剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:10～30。3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述苯乙烯类热塑性弹性体与N-异丙基丙烯酰胺单体的质量比1:2.5～3.5；优选为1:3；所述引发剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:40～45；优选为1:40；所述交联剂与N-异丙基丙烯酰胺单体摩尔比为1:15～20。4.根据权利要求1～3任一项所述的复合材料，其特征在于：所述苯乙烯类热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体或其氢化产物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性弹性体或其氢化产物、苯乙烯-丁二烯-异戊二烯热塑性弹性体或其氢化产物中的一种或多种；所述引发剂为过氧化物、偶氮化合物中的任意一种；所述交联剂为二烯类丙烯酸酯。5.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于：所述过氧化物为氢过氧化物、烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯、过氧化碳酸脂、酮过氧化物；所述的偶氮化合物为油溶性偶氮化合物、两亲性偶氮化合物；所述二烯类丙烯酸酯选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱民，刘曦非，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51