一种导电凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种导电凝胶及其制备方法与应用。该导电凝胶具有双网络结构；其双网络结构包括苯胺齐聚物改性明胶与含醛基聚合物形成的第一网络结构，和含醛基聚合物与硼砂形成的第二网络结构。本发明专利技术提供的导电凝胶具有双网络结构，其结构由明胶和含醛基聚合物之间的席夫碱键，以及含醛基聚合物和硼酸之间的动态硼酸脂键两种交联机制形成，该导电凝胶具有优异的导电性能和机械性能，可注射性和成型性好，该导电凝胶同时具有良好的生物相容性、稳定性及降解特性；其制备方法简单高效，成胶时间快，绿色安全，具有可大批量生产的优势，该导电凝胶可广泛应用于医用材料领域。电凝胶可广泛应用于医用材料领域。

【技术实现步骤摘要】
一种导电凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于材料领域，具体涉及一种导电凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]导电聚合物具有独特的电活性或导电性，可智能地传递或控制细胞电化学信号，从而定向诱导组织器官的再生修复，导电聚合物已成为神经和组织工程领域研究的热点。聚苯胺在所有导电高分子材料中具有合成简单、原料价格低廉、稳定性强的优点，但是聚苯胺材料的链段强刚性也导致了材料的溶解性差、加工性能不好。因此，如何改善聚苯胺的水溶性和降解性近年来受到研究者的广泛关注。
[0003]苯胺齐聚物包括三聚体、四聚体或五聚体等，其不仅具有聚苯胺的性质，还可通过共价键连接到聚合物主链或侧链上，合成的新材料可以克服单一材料的多种弊端(如溶解性差、生物相容性差、生物降解性差、机械性差等)而应用于体内。含苯胺齐聚物的高分子材料具有良好的电活性和肾脏清除性，是一种具有广阔应用前景的生物医用材料。研究发现，苯胺齐聚物的四聚体和五聚体的生物相容性较好，但是目前鲜有能将苯胺齐聚物的四聚体或五聚体有效利用的生物医用材料，因此有必要开发一种含苯胺齐聚物的四聚体或五聚体的生物医用材料。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种导电凝胶；本专利技术的目的之二在于提供这种导电凝胶的制备方法；本专利技术的目的之三在于提供这种导电凝胶的应用。
[0005]本专利技术的专利技术构思如下：苯胺齐聚物不仅具有聚苯胺优良的稳定性和力学性能，同时还具有良好的电活性和肾脏清除性，因此，本专利技术将有益于电活性的苯胺四聚体和天然聚合物明胶结合，目的在于赋予凝胶导电性能的同时，改善聚苯胺材料的溶解性和降解性差的问题；同时，明胶易降解，引入硼砂构建双网络导电凝胶，以提高导电凝胶的稳定性和力学强度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]本专利技术第一方面提供一种导电凝胶，所述导电凝胶具有双网络结构；
[0008]所述双网络结构包括苯胺齐聚物改性明胶与含醛基聚合物形成的第一网络结构，和所述含醛基聚合物与硼砂形成的第二网络结构。
[0009]优选的，所述苯胺齐聚物改性明胶与含醛基聚合物以亚胺键连接。
[0010]优选的，所述含醛基聚合物与硼砂以硼酸酯键连接。
[0011]优选的，所述苯胺齐聚物改性明胶、含醛基聚合物和硼砂的质量比为(0.8～12)：(1.5～12)：1；进一步优选的，所述苯胺齐聚物改性明胶、含醛基聚合物和硼砂的质量比为(0.9～11)：(1.8～11)：1；再进一步优选的，所述苯胺齐聚物改性明胶、含醛基聚合物和硼砂的质量比为(1～10)：(2～10)：1。
[0012]优选的，所述苯胺齐聚物改性明胶中，苯胺齐聚物包括苯胺三聚体、苯胺四聚体、苯胺五聚体中的至少一种；进一步优选的，所述苯胺齐聚物改性明胶中，苯胺齐聚物包括苯胺四聚体、苯胺五聚体中的至少一种；再进一步优选的，所述苯胺齐聚物改性明胶中，苯胺齐聚物为苯胺四聚体。
[0013]优选的，所述苯胺齐聚物改性明胶为苯胺齐聚物接枝明胶。
[0014]优选的，所述含醛基聚合物包括含醛基海藻酸钠、含醛基葡聚糖、含醛基羟基纤维素中的至少一种；进一步优选的，所述含醛基聚合物包括含醛基葡聚糖、含醛基羟基纤维素中的至少一种；更进一步优选的，所述含醛基聚合物为含醛基葡聚糖。
[0015]优选的，所述含醛基葡聚糖的结构如式(Ⅰ)所示：
[0016][0017]式(Ⅰ)中，m与n分别为正整数；
[0018]进一步优选的，式(Ⅰ)中，m与n分别为大于5的正整数。
[0019]本专利技术第二方面提供根据本专利技术第一方面所述导电凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0020]1)将苯胺齐聚物与明胶混合，反应，得到苯胺齐聚物改性明胶；
[0021]2)将所述苯胺齐聚物改性明胶、含醛基聚合物和硼砂混合，反应，得到所述导电凝胶。
[0022]优选的，所述步骤1)中，苯胺齐聚物与明胶的质量比为1：(0.8～3)；进一步优选的，所述步骤1)中，苯胺齐聚物与明胶的质量比为1：(0.9～2.5)；再进一步优选的，所述步骤1)中，苯胺齐聚物与明胶的质量比为1：(1～2)。
[0023]优选的，所述步骤1)中，苯胺齐聚物由N
‑
苯基
‑
1,4
‑
对苯二胺与过硫酸盐反应制得。
[0024]优选的，所述N
‑
苯基
‑
1,4
‑
对苯二胺与过硫酸盐质量比为1：(1
‑
1.5)；进一步优选的，所述N
‑
苯基
‑
1,4
‑
对苯二胺与过硫酸盐质量比为1：(1.1
‑
1.3)。
[0025]优选的，所述N
‑
苯基
‑
1,4
‑
对苯二胺与过硫酸盐反应的溶剂包括丙酮、水和盐酸。
[0026]优选的，所述步骤1)中，反应的溶剂为包括水和DMF的混合溶剂；进一步优选的，所述步骤1)中，反应的溶剂为包括水和DMF以体积比100：(5
‑
2)组成的混合溶剂。
[0027]优选的，所述步骤1)中，反应的温度为30℃
‑
70℃；进一步优选的，所述步骤1)中，反应的温度为40℃
‑
60℃。
[0028]优选的，所述步骤1)中，反应的时间为3h
‑
7h；进一步优选的，所述步骤1)中，反应的时间为4h
‑
6h。
[0029]优选的，所述步骤1)中，混合前还包括加入活化剂活化明胶的步骤。
[0030]优选的，所述活化剂为胺类活化剂；进一步优选的，所述活化剂包括碳二亚胺(EDC)、N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)中的至少一种。
[0031]优选的，当活化剂为碳二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺时，所述碳二亚胺和N
‑
羟基琥
珀酰亚胺质量比为1：(0.3
‑
1)；进一步优选的，所述碳二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺质量比为1：(0.5
‑
0.7)。
[0032]优选的，所述步骤2)中，含醛基聚合物由氧化剂氧化聚合物制得。
[0033]优选的，所述氧化为将聚合物与氧化剂进行混合反应。
[0034]优选的，所述氧化剂包括高碘酸钠、过氧化氢、硝酸、次氯酸钠中的至少一种；再进一步优选的，所述氧化剂为高碘酸钠。
[0035]优选的，所述氧化剂与聚合物的质量比为1：(5
‑
20)；进一步优选的，所述氧化剂与聚合物的质量比为1：(7
‑
15)；再进一步优选的，所述氧化剂与聚合物的质量比为1：(8
‑
12)。
[0036]优选的，所述氧化时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电凝胶，其特征在于：所述导电凝胶具有双网络结构；所述双网络结构包括苯胺齐聚物改性明胶与含醛基聚合物形成的第一网络结构，和所述含醛基聚合物与硼砂形成的第二网络结构。2.根据权利要求1所述的导电凝胶，其特征在于：所述苯胺齐聚物改性明胶与含醛基聚合物以亚胺键连接；所述含醛基聚合物与硼砂以硼酸酯键连接。3.根据权利要求1或2所述的导电凝胶，其特征在于：所述苯胺齐聚物改性明胶、含醛基聚合物和硼砂的质量比为(0.8～12)：(1.5～12)：1。4.根据权利要求3所述的导电凝胶，其特征在于：所述苯胺齐聚物改性明胶中，苯胺齐聚物包括苯胺三聚体、苯胺四聚体、苯胺五聚体中的至少一种。5.根据权利要求3所述的导电凝胶，其特征在于：所述含醛基聚合物包括含醛基海藻酸钠、含醛基葡聚糖、含醛基羟基纤维素中的至少一种。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：裴大婷，于珊，耿志杰，曾志文，
申请(专利权)人：广东省科学院健康医学研究所，
类型：发明
国别省市：