The invention discloses a two step molding method for constructing high-strength cellulose hydrogel and a special mold thereof. The special mold comprises an injection mold and a reaction frame, and the injection mold is provided with a cavity inside the mold, and the top of the injection mold is provided with injection holes and exhaust holes; the cellulose solution is mixed with the crosslinking agent and immediately injected into the assembled injection mold, and the chemically crosslinked cellulose raw glue is obtained after full reaction, and the two ends of the cellulose raw glue are fixed on the reaction frame. After adjusting the initial length, the hydrogel was immersed in DMSO solution, and then washed with running water to obtain high strength hydrogel. The method of constructing high strength cellulose hydrogel by secondary molding of the invention significantly improves the mechanical properties of the hydrogel, and is hopeful to be applied to the development of biomedical biomimetic materials.
【技术实现步骤摘要】
一种二次成型构建高强度纤维素水凝胶的方法及其专用模具
本专利技术涉及一种二次成型构建高强度纤维素水凝胶的方法及其专用模具,属于高分子化学领域,也属于生物医用材料领域。
技术介绍
水凝胶是经物理或化学交联后形成的一类具有3D网络结构的聚合物。目前,聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)以及聚三甲基碳酸酯(PTMC)等合成高分子和纤维素(cellulose)、壳聚糖(chitosan)、明胶(gelatin)、胶原(collagen)、透明质酸(hyaluronicacid)、琼脂糖(agarose)和海藻酸盐(alginate)等天然高分子均可用于制备水凝胶。其中,天然高分子水凝胶由于具有良好的细胞相容性、血液相容性、生物可降解性和某些生物活性,已经被广泛应用于药物载体、伤口敷料、血管重建和神经再生等医药领域,产生了很好的经济效益。纤维素是D-葡萄糖以β-1,4糖苷键连接而成的一类大分子多糖。纤维素具有分布广泛、来源充足,循环再生,无污染等优势。研制和推广纤维素水凝胶具有巨大的经济和生态价值。目前,化学交联纤维素水凝胶的力学强度均处于KPa级别,如环氧氯丙烷交联的纤维素水凝胶其压缩强度和拉伸强度均只有10KPa(Zhao,D.;Huang,J.;Zhong,Y.;Li,K.;Zhang,L.;Cai,J.,High-StrengthandHigh-ToughnessDouble-Cross-LinkedCelluloseHydrogels:ANewStrategyUsingSequen ...
【技术保护点】
1.一种二次成型构建高强度纤维素水凝胶的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,第一次成型:1.1将纤维素和氢氧化钠/尿素溶液预冷至‑12.5℃,然后800‑1300rpm剧烈搅拌4‑10min,得到质量分数为1%‑3%的纤维素溶液;1.2向纤维素溶液中加入占纤维素干重20%‑200%的化学交联剂,300‑600rpm搅拌交联10‑30min后,在1500‑3000rpm条件下离心5‑10min脱去气泡;1.3将专用模具的注塑模具组装好,置于4℃冰箱中预冷30min以上;所述注塑模主要由上模和下模组合固定而成,上模和下模的接触面为紧密结合的镶嵌结构,下模设有模腔,上模设有注料孔和排气孔;1.4用注射器将纤维素溶液沿注料孔缓慢注入注塑模具中,并于4℃冰箱中静置反应6‑24h,得到化学交联的纤维素生胶;步骤2,第二次成型:2.1将专用模具的反应架组装好;所述反应架主要由支架,固定于支架的定杆,安装于支架且能沿定杆的垂直方向滑动的滑杆,和安装于定杆、滑杆上的夹子构成;2.2取出生胶,将其两端分别固定在定杆、滑杆的夹子上,调整滑杆的位置使生胶沿长轴轻度拉伸,旋紧螺母,然后浸入足量质量分数为50 ...
【技术特征摘要】
1.一种二次成型构建高强度纤维素水凝胶的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,第一次成型:1.1将纤维素和氢氧化钠/尿素溶液预冷至-12.5℃,然后800-1300rpm剧烈搅拌4-10min,得到质量分数为1%-3%的纤维素溶液;1.2向纤维素溶液中加入占纤维素干重20%-200%的化学交联剂,300-600rpm搅拌交联10-30min后,在1500-3000rpm条件下离心5-10min脱去气泡;1.3将专用模具的注塑模具组装好,置于4℃冰箱中预冷30min以上;所述注塑模主要由上模和下模组合固定而成,上模和下模的接触面为紧密结合的镶嵌结构,下模设有模腔,上模设有注料孔和排气孔;1.4用注射器将纤维素溶液沿注料孔缓慢注入注塑模具中,并于4℃冰箱中静置反应6-24h,得到化学交联的纤维素生胶;步骤2,第二次成型:2.1将专用模具的反应架组装好;所述反应架主要由支架,固定于支架的定杆,安装于支架且能沿定杆的垂直方向滑动的滑杆,和安装于定杆、滑杆上的夹子构成;2.2取出生胶,将其两端分别固定在定杆、滑杆的夹子上,调整滑杆的位置使生胶沿长轴轻度拉伸,旋紧螺母,然后浸入足量质量分数为50-100%的二甲基亚砜溶液中,置于摇床上反应6h以上;2.3取下纤维素凝胶,流水冲洗48-96h,使其充分溶胀,得到高强度纤维素水凝胶。2.根据权利要求1所述的二次成型构建高强度...
【专利技术属性】
技术研发人员:王行环,王子健,肖宇,陈熙,盖强强,路孟鑫,
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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