一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法，所述自修复水凝胶系统具有较高的力学强度和近红外光照射下的快速自修复功能。自修复功能通过N,N‑二甲基丙烯酰胺与XLS型合成硅酸镁锂交联形成的水凝胶实现。当所述水凝胶在破裂后，将破裂处拼合，在近红外光的控制下可以实现快速自修复。本发明专利技术所用原料获取方便，制备简单，加工制造成本低。自修复的合成方法稳定，可大批量重复制备，力学强度高。在近红外光控制下，5分钟内实现92％的修复率。通过模具设计，所述水凝胶可实现不同的结构设计，以适应实际工况。当受到损伤时可实现接近生命体的自我修复功能，在医用外科敷料、药物可控释放、柔性机器人等领域具有广泛的应用前景。

Preparation method of high strength light controlled rapid self healing hydrogel

The invention relates to a method for preparing a high strength light controlled rapid self healing hydrogel. The self healing hydrogel system has high mechanical strength and fast self repairing function under near infrared irradiation. Self repair function by N, N two methyl acrylamide and XLS synthesis of lithium magnesium silicate cross-linked hydrogel implementation. When the hydrogel is broken, the broken parts are pieced together, and the rapid self repairing can be realized under the control of near infrared light. The raw materials used in the invention are convenient to obtain, simple to prepare and low in manufacturing cost. The self repairing synthesis method is stable, and can be prepared in large quantities by repetition, with high mechanical strength. Under near infrared light control, 92% recovery rate can be achieved in 5 minutes. Through the design of the mold, the hydrogel can realize different structural design to adapt to the actual working condition. When damaged, it can achieve self repair function close to the living body, which has a broad application prospect in the fields of medical surgical dressings, controlled release of drugs, flexible robots and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法
本专利技术涉及一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法。
技术介绍
具备自修复功能的高分子材料，通过自我修复破损部位，延长材料使用寿命，在医用外科敷料，柔性机器人或驱动器部件修复等领域具备广阔应用前景。由于水凝胶是一种空间网状结构中充满水介质的功能材料，凭借其与生物体结构和性能相类似的特性，具备自修复功能的水凝胶材料已经广泛应用于医药卫生，组织工程，石油化工等领域。目前，关于制备快速自修复水凝胶的研究已经取得了相应的进展。制备出来的自修复水凝胶通过可逆的氢键，疏水相互作用等原理实现。修复介质通常采用pH、电、氧化还原电位等。通过修复原理与修复介质相互结合，实现了自修复水凝胶较高的修复率。虽然自修复水凝胶获得了相应的发展，但是仍有许多问题限制了其实际应用。首先，受限于水凝胶自身较低力学强度，所制备的自修复材料强度小，使用过程中易破裂。其次，修复介质单一，且操作不方便。采用原位自由基聚合与3D打印模具相结合的方法，可以简化自修复水凝胶的制备过程，降低材料加工制造成本，为自修复水凝胶的广泛应用提供条件。
技术实现思路
本专利技术由单体N,N-二甲基丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法，其特征在于，利用N,N‑二甲基丙烯酰胺与XLS型合成硅酸镁锂，通过物理交联的方式，以原位自由基聚合制备高强度光控快速自修复水凝胶；利用纳米木浆纤维素作增强相，提高自修复水凝胶的力学强度；利用3D打印机所制备的模具，通过模具成型的方法，实现自修复水凝胶的结构设计。

【技术特征摘要】
1.一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法，其特征在于，利用N,N-二甲基丙烯酰胺与XLS型合成硅酸镁锂，通过物理交联的方式，以原位自由基聚合制备高强度光控快速自修复水凝胶；利用纳米木浆纤维素作增强相，提高自修复水凝胶的力学强度；利用3D打印机所制备的模具，通过模具成型的方法，实现自修复水凝胶的结构设计。2.根据权利要求1所述的一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法，其特征在于：以N,N-二甲基丙烯酰胺作单体，XLS型合成硅酸镁锂作交联剂，过硫酸钾作引发剂，N,N,N’,N’-四甲基乙二胺作催化剂，纳米木浆纤维素作增强相，氧化石墨烯作光热转换媒介。3.根据权利要求2所述的一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法，其特征在于：所述单体、引发剂和催化剂之间的摩尔比为100:0.370:0.638。4.根据权利要求1所述的一种高强度光控快速自修复水凝胶的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：1)将氧化石墨烯加入蒸馏水中，超声振荡30分钟，并搅拌30分钟。2)将纳米木浆纤维素加入步骤1)中，搅拌1小时；3)将交联剂加入步骤2)所得的溶液中，搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志，杜思成，梁云虹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22