一种高强度抗菌高分子水凝胶制造技术

本发明专利技术提供一种高强度抗菌高分子水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：8‑22份聚对苯乙烯磺酸、12‑19份聚丙烯酰胺、1‑5份非离子型纤维素醚、4‑11份甲壳素、3‑7份聚丙烯酸钠、2‑9份丙酸聚六亚甲基胍、0.8‑2.5份增强纤维、3‑9林蛙抗菌肽、68‑88份纯水。本发明专利技术具有良好的生物相容型、力学性能和机械强度，更重要的是能够在37‑50℃的区间对温度反应响应率高，能够应用于生物缓释材料、快速降温材料等，能够适应信息、生命、环境、航空航天等领域对于功能材料的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度抗菌高分子水凝胶
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种高强度抗菌高分子水凝胶。
技术介绍
水凝胶可以定义为在水中溶胀并保持大量水分而不溶解的聚合物，亲水小分子能够在水凝胶中扩散。水凝胶具有良好的生物相容性，与疏水聚合物相比，被固定化的酶或细胞只有较弱的相互作用，固定在水凝胶中生物分子的活性能够保持较长时间。因此，水凝胶在生物化学、医学等领域有许多用途。根据水凝胶对外界刺激的应答情况，水凝胶可分为两大类:(1)“传统的”水凝胶，这类水凝胶对环境的变化如温度和pH的变化不敏感;(2)“环境敏感的”水凝胶，这类水凝胶在相当广的程度上对诸如温度或pH等的变化所引起的刺激有不同程度的响应。“传统的”水凝胶是人们80年代中期以前研究的热门，而“环境敏感的”水凝胶则是人们从1985年以来最为感兴趣的课题。此外，人们还对具有以下性质的水凝胶特别感兴趣:(1)能够在体内环境被分解的水凝胶，如在体内的弱碱性条件下可被融蚀的水凝胶、能够被酶分解的水凝胶;(2)能以离子交换形式释放蛋白质的水凝胶;(3)具有“记忆”的水凝胶等。虽然人们研究的水凝胶种类繁多，但最终目的是希望水凝胶在实际应用中按不同的目的和要求发挥作用。近年来，随着信息、生命、环境、航空航天等领域科学技术的飞速发展，人们对材料性能的要求越来越高。因此，急需有一批性能特异的功能高分子水凝胶材料问世，以适应现代科学技术发展的趋势。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种高强度抗菌高分子水凝胶，本专利技术具有良好的生物相容型、力学性能和机械强度，更重要的是能够在37-50℃的区间对温度反应响应率高，能够应用于生物缓释材料、快速降温材料等，能够适应信息、生命、环境、航空航天等领域对于功能材料的需求。本专利技术的技术方案为：一种高强度抗菌高分子水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：8-22份聚对苯乙烯磺酸、12-19份聚丙烯酰胺、1-5份非离子型纤维素醚、4-11份甲壳素、3-7份聚丙烯酸钠、2-9份丙酸聚六亚甲基胍、0.8-2.5份增强纤维、3-9林蛙抗菌肽、68-88份纯水。进一步的，所述高强度抗菌高分子水凝胶包括以下重量份数的组分：11-16份聚对苯乙烯磺酸、14-17份聚丙烯酰胺、2-4份非离子型纤维素醚、6-9份甲壳素、4-6份聚丙烯酸钠、4-7份丙酸聚六亚甲基胍、1.2-2.1份增强纤维、5-8林蛙抗菌肽、75-85份纯水。进一步的，所述高强度抗菌高分子水凝胶包括以下重量份数的组分：14份聚对苯乙烯磺酸、15份聚丙烯酰胺、3份非离子型纤维素醚、8份甲壳素、5份聚丙烯酸钠、6份丙酸聚六亚甲基胍、1.5份增强纤维、7林蛙抗菌肽、80份纯水。进一步的，所述增强纤维为碳纤维。进一步的，所述增强纤维的直径为200-500um。特别的，本专利技术可通过本领域任一现有技术制备获得。本专利技术中所述的聚对苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺等组分均可通过现有技术实现。非离子型纤维素醚可以是羟丙甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚中的任意一种或混合。甲壳素又名几丁质、甲壳质、壳多糖。一种聚乙酰氨基葡萄糖的生物高分子聚合物。广泛存在于无脊椎动物的外壳和真菌的菌丝体以及原生动物和某些绿藻中。生产甲壳质的主要原料是虾、蟹壳，而以虾壳较好。主要用作放线菌培养和层析材料。甲壳质的化学结构和植物纤维素非常相似。都是六碳糖的多聚体，分子量都在100万以上。纤维素的基本单位是葡萄糖，它是由300～2500个葡萄糖残基通过β-1，4糖甙链连接而成的聚合物。几丁质的基本单位是乙酰葡萄糖胺，它是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过p1，4糖甙链相互连接而成聚合物。而几丁聚糖的基本单位是葡萄糖胺。甲壳素的分子量越高吸附能力越强，适合工业、环保领域应用。丙酸聚六亚甲基胍，具有杀菌广谱；有效浓度低；作用速度快；性质稳定；易溶于水的优良性能；可在常温下使用；长期抑菌、无副作用；无腐蚀性；无色、无嗅；无毒；不燃、不爆、使用安全；价格适中；运输方便，可以说是最佳的杀菌剂。本专利技术中，甲壳素和聚丙烯酸钠协效可以促进聚对苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺和非离子型纤维素醚的聚合、交联，使之与纯水结合而形成水凝胶。同时丙酸聚六亚甲基胍、增强纤维存在时，协效作用可以提高水分低温时在高分子水凝胶体系中的稳定性，并在50℃左右大量释放出水，以实现快速降温；另外丙酸聚六亚甲基胍与林蛙抗菌肽可协效作用，显著提高本专利技术的抗菌性能，应用于生物医药领域时可有效避免细菌等微生物的感染。本专利技术的高分子水凝胶结构，以甲壳素和聚丙烯酸钠协效作为交联剂，通过聚对苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺和非离子型纤维素醚交联共混，制备得到具有温度响应特性的高分子水凝胶。同时，在交联共混添加了增强纤维，能够显著提高本专利技术的力学性能和机械强度；添加的聚六亚甲基胍与林蛙抗菌肽作为天然抗菌物质，能够显著提高本专利技术的抗菌性能。本专利技术内部具有高分子链之间以化学键和/或物理作用力形成的三维网络结构，具有良好的稳定性。本专利技术可应用于化学传感器、药物或功能组分的控释载体、物质分离、快速散热等领域。本专利技术吸水的机理是：毛细管吸附与扩张作用、化学与物理吸附作用等协同作用的结果，其中物理吸附占主导作用，水凝胶交联网络内外的渗透压差是其吸水膨胀的关键因素。本专利技术中，水分子会与核心组分的官能团形成氢键，在聚合物四周形成高度有序的水分子层，聚合物处于伸展状态，当温度升高至37-50℃的温度范围（最低临界溶解温度LCST）时，氢键遭到破坏，包裹在聚合物周围的水分子减少，疏水基团之间的疏水缔合作用增强，水从孔隙中排出，凝胶突然收缩，发生退溶胀。以上变化过程可逆，收缩的凝胶会随着温度的降低而再次溶胀，恢复原状。从而实现水分的快速蒸发带走热量，达到降温的效果；或者达到内部搭载的药物组分或功能组分在温度升高时放出，长效缓释的效果等。本专利技术具有良好的生物相容型、力学性能和机械强度，更重要的是能够在37-50℃的区间对温度反应响应率高，能够应用于生物缓释材料、快速降温材料等，能够适应信息、生命、环境、航空航天等领域对于功能材料的需求。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1一种高强度抗菌高分子水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：8份聚对苯乙烯磺酸、12份聚丙烯酰胺、1份非离子型纤维素醚、4份甲壳素、3份聚丙烯酸钠、2份丙酸聚六亚甲基胍、0.8份增强纤维、3林蛙抗菌肽、68份纯水。进一步的，所述增强纤维为碳纤维。进一步的，所述增强纤维的直径为200um。实施例2一种高强度抗菌高分子水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：22份聚对苯乙烯磺酸、19份聚丙烯酰胺、5份非离子型纤维素醚、11份甲壳素、7份聚丙烯酸钠、9份丙酸聚六亚甲基胍、2.5份增强纤维、9林蛙抗菌肽、88份纯水。进一步的，所述增强纤维为碳纤维。进一步的，所述增强纤维的直径为500um。实施例3一种高强度抗菌高分子水凝胶包括以下重量份数的组分：11份聚对苯乙烯磺酸、14份聚丙烯酰胺、2份非离子型纤维素醚、6份甲壳素、4份聚丙烯酸钠、4份丙酸聚六亚甲基胍、1.2份增强纤维、5林蛙抗菌肽、75份纯水。进一步的，所述增强纤维为碳纤维。进一步的，所述增强纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度抗菌高分子水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分： 8‑22份聚对苯乙烯磺酸、12‑19份聚丙烯酰胺、1‑5份非离子型纤维素醚、4‑11份甲壳素、3‑7份聚丙烯酸钠、2‑9份丙酸聚六亚甲基胍、0.8‑2.5份增强纤维、3‑9林蛙抗菌肽、68‑88份纯水。

【技术特征摘要】
1.一种高强度抗菌高分子水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：8-22份聚对苯乙烯磺酸、12-19份聚丙烯酰胺、1-5份非离子型纤维素醚、4-11份甲壳素、3-7份聚丙烯酸钠、2-9份丙酸聚六亚甲基胍、0.8-2.5份增强纤维、3-9林蛙抗菌肽、68-88份纯水。2.根据权利要求1所述的高强度抗菌高分子水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：11-16份聚对苯乙烯磺酸、14-17份聚丙烯酰胺、2-4份非离子型纤维素醚、6-9份甲壳素、4-6份聚丙烯酸钠、4-7份丙酸聚六亚甲基胍、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾繁濠，何焕平，陈诗妍，
申请(专利权)人：佛山市锦彤企业管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44