温度响应性纳米银复合水凝胶的双原位合成方法技术

本发明专利技术涉及一种温度响应性纳米银复合水凝胶的双原位合成方法。本发明专利技术采用紫外辐射法，在不加引发剂和还原剂的情况下，以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，聚乙二醇400为成孔剂，硝酸银为金属源，氮气氛围下合成了温度响应性纳米Ag/P(DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶。本发明专利技术制备的纳米银复合水凝胶的纳米银粒子分散均匀，化学交联稳定性好，溶胀度比纯水凝胶增长了294.8，提高水凝胶的吸水性和保水性；温度响应性增强，利于医学药物释放等应用；热分解温度比纯水凝胶降低了78℃，利于聚合物的废弃后处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属生物化学
，具体涉及一种。
技术介绍
甲基丙烯酸二甲氨基乙酯是典型的温敏性单体，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸是亲水性单体，二者的共聚水凝胶虽然提高了水凝胶的溶胀度，但是对温度的响应性变差。纳米银粒子可以和单体酰胺基的氧原子、氮原子发生配位作用，并且三维网状的聚合物基体为纳米银粒子提供网络空间，银作为交联点不但能提高溶胀度，还能提高温度响应性，因此合成温度响应性的纳米银复合水凝胶是一种极具前景的材料。但是纳米银粒子由于比表面积大，极易发生团聚，使得其很难与其它物质混合均匀，限制了纳米银的应用。目前，制备纳米银复合水凝胶Ag/P(DMAEMA-g-AMPS)的主要方法是:模具混合法、还原剂法、Y射线辐射法。但是存在合成产物结构不稳定、银粒子分布不均匀、杂质难处理或是合成方法调控难度大、辐射强度过高等缺陷。本专利技术采用一种绿色、节能而又环保的的紫外辐射方法制备了的温度响应性纳米Ag/P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种绿色、节能环保的。本专利技术的具体技术方案如下::采用紫外辐射法，在不加引发剂和还原剂的情况下，以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体，N， N’ -亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，聚乙二醇400为成孔剂，硝酸银为金属源，氮气氛围下合成了温度响应性纳米银复合水凝胶，所述纳米银复合水凝胶宏观呈现灰褐色果冻状，微观呈现三维片层网状结构，纳米银粒子分布均匀且尺寸在50nm范围之内，此纳米银复合水凝胶溶胀率是336.29，最低相变温度为80°C，热分解温度是175°C。·温度响应性纳米银复合水凝胶的双原位合成的具体操作步骤如下:1)在具有进气管和排气管的四口烧瓶中依次加入温敏性单体、亲水性单体、交联剂、成孔剂和蒸馏水，各物质的加入质量如下:808ul温敏性单体、1.0g亲水性单体、0.0088g交联剂、346ul成孔剂、IOml蒸馏水；将四口烧瓶固定在加热套中，控制温度为25~30°C;所述温敏性单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，所述亲水性单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸， 所述交联剂为N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺，所述成孔剂为聚乙二醇400 ；2)将装有物料的四口烧瓶的另外两个口处分别固定温度计和液滴漏斗，其中液滴漏斗中加入硝酸银溶液，所述硝酸银溶液由0.8154g硝酸银和5ml蒸馏水配制而成；3)将所述进气管连接氮气袋通入氮气，排气管排气15min，然后封闭排气管，在氮气保护条件下，旋开液滴漏斗滴加硝酸银溶液，同时紫外辐射lOmin，取出纳米银复合水凝胶初产物，用蒸馏水浸泡，每2h换一次蒸馏水，重复至少20次，得到温度响应性纳米银复合水凝胶。所述温敏性单体的摩尔数、亲水性单体的摩尔数和硝酸银的摩尔数相同。交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺占单体总质量的0.5%，所述单体总质量为温敏性单体的质量和亲水性单体的质量之和。成孔剂聚乙二醇400是单体总物质的量的10%，所述单体总物质的量为温敏性单体的摩尔数和亲水性单体的摩尔数之和。液滴漏斗的滴液速度为12滴/min。紫外辐射的工艺条件是强度400mW/cm2，波长340nm，平均输出功率2000W，辐射时间 IOmin。本专利技术的有益技术效果体现在以下方面:1.本专利技术制备的温度响应性纳米银复合水凝胶具有以下优点:(1)温度响应性纳米银复合水凝胶中的纳米银在三维网状的聚合物基体中分散均匀，粒径在50nm范围之内。(2) 温度响应性纳米银复合水凝胶的溶胀度比纯水凝胶高，增长了 294.8，提高水凝胶的吸水性和保水性。(3)温度响应性纳米银复合水凝胶的最低相变温度(LCST)为80°C，与纯水凝胶相同，但是温度响应性增强，利于医学药物释放等应用。(4)温度响应性纳米银复合水凝胶的热分解温度比纯水凝胶低，降低了 78°C，利于聚合物的废弃后处理；2.本专利技术的紫外辐射法双原位合成温度响应性纳米银复合水凝胶的方法是一种绿色、 节能而又环保的方法，通过调节液滴漏斗的滴液速率和紫外辐射参数可以调控纳米银粒子的产率和分布率，通过调节单体之间的比例可以调控吸水率和温度响应性，是一种便捷易控的制备方法。实验反应条件简单，只需要一台紫外灯，不需要其他大型实验设备，适合进行工业化生产。 【附图说明】图1为P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶和纳米Ag/P (DMAEMA_g_AMPS)复合水凝胶的红外谱图。图2为纳米Ag/P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶的XRD谱图。图3为P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶和纳米Ag/P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶的扫描电镜照片。图4为纳米Ag/P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶的透射电镜照片。图5为P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶和纳米Ag/P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶的溶胀动力曲线。图6为P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶和纳米Ag/P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶的温度响应曲线。图7为P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶和纳米Ag/P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶的DSC谱图。图8为P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶和纳米Ag/P (DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶的热重谱图。【具体实施方式】下面结合实施例，对本专利技术作进一步地说明。反应所需器材:四口烧瓶，三口烧瓶，温度计，氮气袋，加热套，微量注射器，UV-A340紫外光灯，真空干燥箱，冷冻干燥箱。原料的来源:单体:甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)，99%，上海晶纯试剂有限公司；2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)，98%，上海晶纯试剂有限公司；交联剂:N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺(BIS)，97%，CP，上海晶纯试剂有限公司；成孔剂:聚乙二醇400 (PEG)，无锡市亚威化工有限公司；银源:硝酸银(AgNO3), AR，上海申博化工有限公司。实施例1的具体操作步骤如下:1)量取808ul的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，称量1.0g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，0.0088g的N，N，-亚甲基双丙烯酰胺，量取346ul聚乙二醇400，IOml蒸馏水依次加入到四口烧瓶中，溶解均匀；2)固定四口烧瓶上的温度计 、液滴漏斗、氮气管、排气管，然后将四口烧瓶固定在30°C 的加热套中；3)四口烧瓶的一口通入氮气，一口排气，持续15min确保空气被除尽，然后密闭排气管，持续氮气保护；4)在液滴漏斗中加入0.8154g硝酸银和5ml蒸馏水；5)利用UV-A340紫外光灯辐射四口烧瓶，控制液滴漏斗滴液速度12滴/min，紫外辐射的工艺条件是强度400mW/cm2，波长340nm，平均输出功率2000W，辐射时间IOmin ；6)反应结束后，样品呈现褐色果冻状。加入大量蒸馏水浸泡，每2h换一次蒸馏水，重复至少20次后得到温度响应性纳米银复合水凝胶。切成块状进行真空干燥、冷冻干燥，表征待用。参见图1，曲线b和a比较，仲酰胺C=O的伸缩振动峰(酰胺I带)和酰胺基中C-N 伸缩振动峰的位置分别蓝移了 7cm—1和19cm—1。这是因为纳米银粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】
温度响应性纳米银复合水凝胶的双原位合成方法，其特征在于：采用紫外辐射法，在不加引发剂和还原剂的情况下，以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸为单体，N,?N’?亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，聚乙二醇400为成孔剂，硝酸银为金属源，氮气氛围下合成了温度响应性纳米银复合水凝胶，所述纳米银复合水凝胶宏观呈现灰褐色果冻状，微观呈现三维片层网状结构，纳米银粒子分布均匀且尺寸在50nm范围之内，此纳米银复合水凝胶溶胀率是336.29，最低相变温度为80℃，热分解温度是175℃。

【技术特征摘要】
1.温度响应性纳米银复合水凝胶的双原位合成方法，其特征在于:采用紫外辐射法， 在不加引发剂和还原剂的情况下，以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体，N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，聚乙二醇400为成孔剂，硝酸银为金属源，氮气氛围下合成了温度响应性纳米银复合水凝胶，所述纳米银复合水凝胶宏观呈现灰褐色果冻状，微观呈现三维片层网状结构，纳米银粒子分布均匀且尺寸在50nm范围之内， 此纳米银复合水凝胶溶胀率是336.29，最低相变温度为80°C，热分解温度是175°C。2.根据权利要求1所述的温度响应性纳米银复合水凝胶的双原位合成方法，其特征在于具体操作步骤如下:1)在具有进气管和排气管的四口烧瓶中依次加入温敏性单体、亲水性单体、交联剂、成孔剂和蒸馏水，各物质的加入质量如下:808ul温敏性单体、1.0g亲水性单体、0.0088g交联剂、346ul成孔剂、IOml蒸馏水；将四口烧瓶固定在加热套中，控制温度为25~30°C;所述温敏性单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，所述亲水性单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，所述交联剂为N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述成孔剂为聚乙二醇400 ；2)将装有物料的四口烧瓶的另外两个口处分别固定温度计和液滴漏斗，其中液滴漏斗中加入硝酸银溶液，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢宏龙，洪戈，曹小丽，莫立鑫，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：