The invention discloses a photo thermal double response high strength double network hydrogel based on the screw holder, a preparation method and application thereof. The invention of poly (gamma glutamate) glycidyl methacrylate crosslinked to form a first network, and then the swelling in [1 containing 2 propylene ester 3 ', 3' two methyl 6 nitro spiro [indoline 2 ', 2 [2H 1]] benzopyran] methacrylate ethyl and N N-isopropylacrylamide prepolymer in solution, until the swelling completely, after removal of cross-linking to form double network hydrogel. Because of containing photochromic spiropyran monomers and the temperature response of NIPAAm monomer, the double network hydrogel has good mechanical properties, can also produce a response to light and temperature stimulation, it has a good application prospect in drug loading, biological sensors and smart windows etc..
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于螺吡喃修饰光热双重响应高强度水凝胶及其制备方法和应用,属于光控阀、智能窗和生物医药领域。
技术介绍
智能材料是指能够对温度、pH、磁场和光等刺激进行响应进而改变其物理化学性质的一类材料。在这些刺激类型中,光刺激因其来源简单易得,非入侵式等特点而受到日益关注。螺吡喃是一类可以对多种刺激,例如光、pH、机械外力、电场及某些金属离子响应的一类有机物。在紫外光的照射时,螺吡喃可发生开环反应,单体由疏水性的无色闭环体结构转化为亲水性的有色开环体(部花菁),并且上述反应在可见光的照射下可逆进行。通过在水凝胶中引入螺吡喃结构,当紫外光照射时,水凝胶的亲水性增强,颜色变深;当经过可见光的照射后,水凝胶疏水性增加发生体积收缩,颜色变浅。聚(N-异丙基丙烯酰胺)(简称PNIPAAm)水凝胶是一类对温度刺激产生响应的材料。当温度高于其最低临界温度(LCST)时,聚合物链段疏水作用增加,水凝胶体积收缩;当温度低于LCST时,聚合物链段亲水作用增加,水凝胶体积溶胀。而且由于其响应温度为32-35℃,该温度接近室温和人体温度,因此,基于PNIPAAm的水凝胶在智能窗和生物医用材料等领域有较大的应用前景。然而,传统水凝胶的力学性能较差,限制了其应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题,本专利技术提供一种高强度的光热双重响应水凝胶,该水凝胶是一种由两种网络组成双网络水凝胶,第一网络为具有优异的生物相容性和亲水性的聚(γ-谷氨酸)(γ-PGA),第二网络由一定比例的对温度响应的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和对光响应的螺吡喃组成,通过两种网络的相互作用,不仅可 ...
【技术保护点】
一种基于螺吡喃的光热双重响应高强度双网络水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将γ‑PGA加入5wt%的碳酸氢钠水溶液中,搅拌至充分溶解,然后缓慢滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯,避光室温搅拌反应,将反应后的溶液装入截留分子量为3500的透析袋中透析,最后将透析后的溶液真空冻干,得到白色固体产物γ‑PGA‑GMA;(2)配制γ‑PGA‑GMA水溶液,加入Irgacure 2959作为光引发剂,混匀后于波长为365nm的紫外灯下照射,得到第一网络水凝胶;(3)将二甲基‑6‑硝基螺[吲哚啉‑2′,2‑[2H‑1]]‑苯并吡喃]甲基丙烯酸乙酯、N‑异丙基丙烯酰胺、N,N’‑异丙基双丙烯酰胺和Irgacure 819溶于水‑二恶烷的混合液中,得到预聚体溶液;将第一网络水凝胶浸泡在预聚体溶液中,待第一网络水凝胶充分溶胀后取出,于波长为450nm的蓝光灯下照射,即得到基于螺吡喃的光热双重响应高强度双网络水凝胶;所述的二甲基‑6‑硝基螺[吲哚啉‑2′,2‑[2H‑1]]‑苯并吡喃]甲基丙烯酸乙酯,其化学结构式为:
【技术特征摘要】
1.一种基于螺吡喃的光热双重响应高强度双网络水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将γ-PGA加入5wt%的碳酸氢钠水溶液中,搅拌至充分溶解,然后缓慢滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯,避光室温搅拌反应,将反应后的溶液装入截留分子量为3500的透析袋中透析,最后将透析后的溶液真空冻干,得到白色固体产物γ-PGA-GMA;(2)配制γ-PGA-GMA水溶液,加入Irgacure2959作为光引发剂,混匀后于波长为365nm的紫外灯下照射,得到第一网络水凝胶;(3)将二甲基-6-硝基螺[吲哚啉-2′,2-[2H-1]]-苯并吡喃]甲基丙烯酸乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、N,N’-异丙基双丙烯酰胺和Irgacure819溶于水-二恶烷的混合液中,得到预聚体溶液;将第一网络水凝胶浸泡在预聚体溶液中,待第一网络水凝胶充分溶胀后取出,于波长为450nm的蓝光灯下照射,即得到基于螺吡喃的光热双重响应高强度双网络水凝胶;所述的二甲基-6-硝基螺[吲哚啉-2′,2-[2H-1]]-苯并吡喃]甲基丙烯酸乙酯,其化学结构式为:2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的γ-PGA的分子量为500000-1000000g/mol。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)制得的γ-PGA-GMA中GMA的接枝率为5%-12%。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,γ-PGA-GMA水溶液的浓度为1-10g/100mL,Irgacure2959光引发剂用量为0.01-1g/100mL,紫外灯照射时间为5-30分钟。5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖立琼,邹雪晴,邓鹏鹏,
申请(专利权)人:武汉大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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