可3D打印的琼脂/聚丙烯酰胺双氢键协同交联高韧性水凝胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可利用3D打印的琼脂/聚丙烯酰胺双氢键协同交联高韧性水凝胶的制备方法。首先将琼脂在加热搅拌条件下溶于去离子水得到均匀的水溶液，再将溶解在去离子水中的丙烯酰胺和光引发剂的混合溶液加入琼脂的水溶液中混合均匀，将最终的混合溶液采用模具或3D打印的方式预成型，先在低温下使琼脂交联，后放置紫外灯下使丙烯酰胺聚合并氢键交联，形成了双氢键协同交联的高韧性水凝胶；由于该水凝胶含有天然高分子的琼脂，并且在溶胶状态下通过加入少量的气相二氧化硅调控粘度，具备良好的抗塌陷以及快速凝胶化特性，可以实现3D打印。

Preparation of 3D printing agar / polyacrylamide double hydrogen bonding synergistic crosslinking high toughness hydrogel

The invention discloses a preparation method of high toughness hydrogel crosslinked by agar / polyacrylamide double hydrogen bond which can be printed by 3D. At first, the agar was dissolved in the deionized water to get a uniform water solution, and then the mixed solution of acrylamide and photoinitiator dissolved in the deionized water was added into the agar water solution. The final mixed solution was preformed by the mold or 3D printing. First, the agar was crosslinked at low temperature. A high toughness hydrogel with double hydrogen bonds and synergistic crosslinking was formed under the UV lamp. The hydrogel contains natural polymer agar, and the gel has good anti collapse and rapid gelation properties by adding a small amount of gas phase silica to regulate the viscosity under the sol-gel state. 3D printing can be implemented.

【技术实现步骤摘要】
可3D打印的琼脂/聚丙烯酰胺双氢键协同交联高韧性水凝胶的制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种可3D打印的琼脂/聚丙烯酰胺双氢键协同交联高韧性水凝胶的制备方法。
技术介绍
水凝胶是化学交联或物理交联形成的具高含水能量、高孔隙率的三维网络结构的高分子材料，这一特性与生物体软组织相似，使得水凝胶在组织工程领域有着广泛的潜在应用。由于水凝胶具有高含水量的性能，其力学性能普遍较差，化学交联的水凝胶存在组织相容性差，无法满足使用的要求。当前多采用的化学交联水凝胶还存在交联破坏后难以修复、组织相容性差的缺点，所以研究进一步扩展到物理交联水凝胶。Li等(XuefengLi,YoujiaoZhao，etal.Hybriddualcrosslinkedpolyacrylicacidhydrogelswithultrahighmechanicalstrength,toughnessandself-healingpropertiesviasoakingsaltsolution.Polymer，2017.05.007,55-63)采用“一锅法”制备了杂化双交联的聚丙烯酸PAAc(MBAA+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可3D打印的琼脂/聚丙烯酰胺双氢键协同交联高韧性水凝胶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)将琼脂(Agar)溶于去离子水中，在65℃～75℃下搅拌溶解；2)室温下将丙烯酰胺(AM)、光引发剂溶于去离子水中配制成混合溶液；3)将步骤2)所得混合溶液倒入步骤1)中的Agar溶液中在45～55℃的水浴下混合后搅拌均匀，得到丙烯酰胺、光引发剂、Agar的混合溶液；4)将步骤3)所得混合溶液置于4～15℃下放置30～60min，再将其转移到紫外灯下光照，得到Agar/PAM双氢键交联的高韧性水凝胶。

【技术特征摘要】
1.可3D打印的琼脂/聚丙烯酰胺双氢键协同交联高韧性水凝胶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)将琼脂(Agar)溶于去离子水中，在65℃～75℃下搅拌溶解；2)室温下将丙烯酰胺(AM)、光引发剂溶于去离子水中配制成混合溶液；3)将步骤2)所得混合溶液倒入步骤1)中的Agar溶液中在45～55℃的水浴下混合后搅拌均匀，得到丙烯酰胺、光引发剂、Agar的混合溶液；4)将步骤3)所得混合溶液置于4～15℃下放置30～60min，再将其转移到紫外灯下光照，得到Agar/PAM双氢键交联的高韧性水凝胶。2.如权利要求1所述的可3D打印的琼脂/聚丙烯酰胺双氢键协同交联高韧性水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(4)采用3D打印的方式成型凝胶，具体过程如下：向步骤3)得到的混合溶液中加入无机粉体调节粘度，得到均匀的溶胶，所得溶胶采用3D打印机在基板上打印出所需形状，所得预成型凝胶依次经过4～15℃下放置30～60min处理以及紫外光照处理，使两层网络交联，得到3D打印的Agar/PAM双氢键交联的高韧性水凝胶。3.如权利要求1所述的可3D打印的琼脂/聚丙烯酰胺双氢键协同交联高...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学锋，王慧，张高文，龙世军，舒萌萌，张奕坤，邱迪，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42