專利名稱：含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光響應(yīng)水凝膠的制備方法。
背景技術(shù)：
智能水凝膠包括溫敏性水凝膠、pH敏感水凝膠、光敏感水凝膠、葡萄糖敏感水凝 膠、電敏感水凝膠等。應(yīng)用最廣的溫敏性水凝膠和PH敏感水凝膠都有其自身的缺點(diǎn)溫敏 性水凝膠受限于熱擴(kuò)散和溫度對(duì)目標(biāo)分子的不利影響，PH敏感水凝膠受限于氫離子的擴(kuò) 散。相比之下，光刺激能夠?qū)崿F(xiàn)瞬時(shí)性和準(zhǔn)確性，所以光響應(yīng)水凝膠較前兩者有特殊的優(yōu) 點(diǎn)。而偶氮苯是制備光響應(yīng)水凝膠最為常見的基團(tuán)。偶氮苯基團(tuán)在不同的溫度光致異構(gòu)化 速度不同，使得制備的聚合物結(jié)構(gòu)也將不同。利用偶氮苯這種特殊的性能，就能制備出結(jié)構(gòu) 與性能不同的聚合物。這種顯著的特點(diǎn)吸引了大量的研究人員對(duì)其進(jìn)行研究。含偶氮苯單體的光響應(yīng)水凝膠是最有代表性的智能水凝膠。在不同光源的 照射下，偶氮苯發(fā)生順反異構(gòu)，進(jìn)而在其尺寸、形狀和極性發(fā)生相應(yīng)的變化。Chengbin Gong(Chengbin Gong et al. Chem. Mater，2008，20，1353-1358)等人合成了一 種水溶 性偶氮苯，并制備成水凝膠，著重調(diào)查了不用鏈長(zhǎng)交聯(lián)劑對(duì)水凝膠性能的影響。Yan-Li Zhao (Yan-Li Zhao et al. Langmuir 2009，Letter)等人調(diào)查了由偶氮苯順反異構(gòu)引起光 響應(yīng)水凝膠的gel-sol和sol-gel相轉(zhuǎn)移的變化。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有的光響應(yīng)水凝膠合成 方法繁瑣的問題，提供一種含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法。為了克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法，丙烯酸酯為主體，偶氮單體用量為丙烯酸酯的 1 5% (質(zhì)量比)，N，N亞甲基雙丙烯酰胺用量為丙烯酸酯的5 20% (質(zhì)量比)，聚乙二 醇二丙烯酸酯用量為丙烯酸酯的5 20% (質(zhì)量比)，水用量為丙烯酸酯的200 400% (質(zhì)量比)，反應(yīng)采用可見光照射，采用相同質(zhì)量的樟腦琨(CQ)和對(duì)-N，N-二甲氨基苯甲酸 乙酯(EDMAB)為丙烯酸酯的0. 5 5% (質(zhì)量比)，光源的的光強(qiáng)控制在30mW 300mW，制 備的溫度為-80°C -80°C，制備過程是將合適比例配好的混合物注入到透明且密閉的模具 中，調(diào)節(jié)好溫度，采用可見光光源照射2 60分鐘，光響應(yīng)水凝膠就制備出來了。本發(fā)明中所述的活性偶氮單體為水溶性的具有聚合活性的偶氮苯化合物，其化學(xué) 結(jié)構(gòu)為
3<formula>formula see original document page 4</formula>
<formula>formula see original document page 4</formula>為 H、N02、CN、CI、C00H、S03H、OH 或 NH2, R2 為 H、N02、CN、CI、COOH、S03H、OH、NH2。本發(fā)明中所述的丙烯酸酯為丙烯酸羥乙酯(HEA)或甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)。本發(fā)明中所述的制備過程中的溫度優(yōu)選為-40°C 40°C。本發(fā)明中所述的制備過程中光照強(qiáng)度優(yōu)選為50mW 200mW。有益效果本發(fā)明采用光聚合工藝，光聚合工藝具有溫和的反應(yīng)條件、快速和空間 可調(diào)等特點(diǎn)，所以是很適合制備生物材料的工藝。該反應(yīng)條件溫和，步驟簡(jiǎn)單。本發(fā)明方法 制備出的水凝膠表現(xiàn)出不同的微觀結(jié)構(gòu)和不同的溶脹、釋放機(jī)理，可用于藥物控釋材料、組 織工程等生物醫(yī)學(xué)方面。


圖1為可見光照射下，實(shí)施例一水凝膠的掃描電鏡2為可見光照射下，實(shí)施例二水凝膠的掃描電鏡3為可見光照射下，實(shí)施例三水凝膠的掃描電鏡4為可見光照射下，實(shí)施例四水凝膠的掃描電鏡圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一溫度為-40°C，偶氮單體為4-磺酸基-4’丙烯酰氧基偶氮苯水凝膠的 制備將HEA(1. 5g)、PEGDA-600 (0. 15g)、N, N 亞甲基雙丙烯酰胺(0. 15g)、樟腦琨(CQ) 和對(duì)-N，N-二甲氨基苯甲酸乙酯(EDMAB)各(0. 075g)的混合溶液超聲10分鐘，分別加入 4_磺酸基_4’丙烯酰氧基偶氮苯0.015g。在低溫聚合箱中調(diào)節(jié)溫度為-40°C，采用可見燈 (50mw)照射5分鐘。將制備的膠體用水沖洗5次，放入真空烘箱40°C條件下24小時(shí)。制備的微觀結(jié)構(gòu)區(qū)別如圖1所示。其中偶氮單體結(jié)構(gòu)式如(I)所示。<formula>formula see original document page 4</formula>實(shí)施例二 溫度為0°C，偶氮單體為2-氯-4-磺酸基-4’丙烯酰氧基偶氮苯水凝 膠的制備(1)將 HEA(1. 5g)、PEGDA-400 (0. 075g)、N，N 亞甲基雙丙烯酰胺(0. 075g)、TP0(0. 015g)的混合溶液超聲10分鐘，分別加入2-氯-4-磺酸基-4’丙烯酰氧基偶氮苯 0. 03g和水(4. 5g)。在低溫聚合箱中調(diào)節(jié)溫度為0°C，采用可見燈(lOOmw)分別照射10分 鐘。將制備的膠體用水沖洗5次，放入真空烘箱40°C條件下24小時(shí)。制備的微觀結(jié)構(gòu)區(qū)別如圖2所示，其中偶氮單體結(jié)構(gòu)式如(II)所示。實(shí)施例三溫度為20°C，偶氮單體為2-氰基-4-磺酸基-2’ -羧基-4’ -丙烯酰 氧基偶氮苯水凝膠的制備(1)將 HEA(1. 5g)、PEGDA-200 (0. 225g)、N，N 亞甲基雙丙烯酰胺(0. 225g)、 TP0(0. 03g)的混合溶液超聲10分鐘，加入2-氰基-4-磺酸基-2’ -羧基-4’ -丙烯酰氧 基偶氮苯0.045g和水(6g)。在加熱套中調(diào)節(jié)溫度為20°C，采用可見燈(120mw)照射20分 鐘。將制備的膠體用水沖洗5次，放入真空烘箱40°C條件下24小時(shí)。制備的微觀結(jié)構(gòu)區(qū)別如圖3所示，其中偶氮單體結(jié)構(gòu)式如(III)所示。<formula>formula see original document page 5</formula>實(shí)施例四溫度為40°C，偶氮單體為2-羧基-4-磺酸基-4’甲基丙烯酰氧基偶氮 苯水凝膠的制備(1)將 HEA(1. 5g)、PEGDA-800(0. 3g)、N，N 亞甲基雙丙烯酰胺(0. 3g)、TP0(0. 045g) 的混合溶液超聲10分鐘，分別加入2-羧基-4-磺酸基-4’甲基丙烯酰氧基偶氮苯(0. 06g) 和水(6g)。在加熱套中調(diào)節(jié)溫度為40°C，采用可見燈(200mw)照射30分鐘。將制備的膠 體用水沖洗5次，放入真空烘箱40C條件下24小時(shí)。制備的微觀結(jié)構(gòu)區(qū)別如圖4所示，其中偶氮單體結(jié)構(gòu)式如(IV)所示。
(II)
<formula>formula see original document page 5</formula>
權(quán)利要求
一種含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法，其特征在于丙烯酸酯為主體，偶氮單體用量為丙烯酸酯質(zhì)量的1～5％，N，N亞甲基雙丙烯酰胺用量為丙烯酸酯質(zhì)量的5～20％，聚乙二醇二丙烯酸酯用量為丙烯酸酯質(zhì)量的5～20％，水用量為丙烯酸酯質(zhì)量的200～400％，反應(yīng)采用可見光照射，采用相同質(zhì)量的樟腦琨和對(duì)-N，N-二甲氨基苯甲酸乙酯為丙烯酸酯質(zhì)量的0.5～5％，光源的的光強(qiáng)控制在30mW～300mW，制備的溫度為-80℃～80℃，制備過程是將合適比例配好的混合物注入到透明且密閉的模具中，調(diào)節(jié)好溫度，采用可見光光源照射2～60分鐘，光響應(yīng)水凝膠就制備出來了。
2.如權(quán)利要求1所述的含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法，其特征在于所述的 活性偶氮單體為水溶性的具有聚合活性的偶氮苯化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為<formula>formula see original document page 2</formula>R1 為 H、NO2、CN、Cl、COOH、SO3H、OH 或 NH2, R2 為 H、NO2、CN、Cl、COOH、SO3H、OH、NH2。
3.如權(quán)利要求1所述的含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法，其特征在于的丙烯 酸酯為丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥乙酯。
4.如權(quán)利要求1所述的含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法，其特征在于所述的 制備過程中的溫度優(yōu)選為-40°C 40°C。
5.如權(quán)利要求1所述的含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法，其特征在于的制備 過程中光照強(qiáng)度優(yōu)選為50mW 200mW。
全文摘要
本發(fā)明涉及光化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光響應(yīng)水凝膠的制備方法。一種含偶氮單體的光響應(yīng)水凝膠的制備方法，丙烯酸酯為主體，偶氮單體用量為丙烯酸酯質(zhì)量的1～5％，N，N亞甲基雙丙烯酰胺用量為丙烯酸酯質(zhì)量的5～20％，聚乙二醇二丙烯酸酯用量為丙烯酸酯質(zhì)量的5～20％，水用量為丙烯酸酯質(zhì)量的200～400％，反應(yīng)采用可見光照射，采用相同質(zhì)量的樟腦琨和對(duì)-N，N-二甲氨基苯甲酸乙酯為丙烯酸酯質(zhì)量的0.5～5％，光源的的光強(qiáng)控制在30mW～300mW，制備的溫度為-80℃～80℃，制備過程是將合適比例配好的混合物注入到透明且密閉的模具中，調(diào)節(jié)好溫度，采用可見光光源照射2～60分鐘，光響應(yīng)水凝膠就制備出來了。
文檔編號(hào)C08F220/38GK101824124SQ20101015215
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者惲鵬飛, 胡春青, 袁惠益, 趙賢, 顧明天 申請(qǐng)人:常州杰森化工材料科技有限公司;常州強(qiáng)力電子新材料有限公司