多功能全物理交聯水凝膠的制備及性質

石建平， 蔡雅倩， 關 爽

(長春工業大學 化學與生命科學學院, 長春 130012)

水凝膠是一種具有三維網絡結構和高含水量的軟材料， 由于其獨特的柔性和生物相容性， 水凝膠在電子設備、 生物傳感、 組織工程和傷口輔料等領域應用廣泛[1-6]. 水凝膠含有大量的水， 機械性能較差， 因此限制了其實際應用. 為解決該問題， 研究人員用不同方法提高其機械性能： Fang等[7]基于靜電和氫鍵作用， 合成了一種具有高韌性、 高強度聚電解質水凝膠; Pan等[8]用氧化石墨烯(GO)、 丙烯酰胺(AAm)和2-(二甲氨基)-乙基丙烯酸酯甲基氯(DAC)制備了具有較強機械性能、 抗疲勞、 自恢復和自愈合性能的納米復合水凝膠. 聚丙烯酸羥乙酯(PHEA)具有優異的生物安全性， 在制藥和生物醫學領域應用廣泛[9], 但其較差的機械性能限制了其發展. 為改善PHEA水凝膠的機械穩定性和膨脹性能， 研究人員將PHEA與親水聚合物結合成共混或半互穿網絡： Chen等[10]采用一鍋法合成了瓊脂糖/聚丙烯酸羥乙酯雙網絡(DN)彈性體水凝膠， 該水凝膠具有良好的抗疲勞性、 韌性和較高的可回收率. 卡拉膠是一類從紅藻細胞壁中提取的非均一水溶性線性陰離子多糖， 由 1，3-β-D-吡喃半乳糖和 1，4-α-D-吡喃半乳糖作為基本骨架相結合形成的天然高分子聚合物[11]. 根據半酯式硫酸基團在卡拉膠上的位置和數量不同， 卡拉膠分為多種類型， 其中κ,ι,λ型常應用于工業生產[12-13]. 本文以ι-卡拉膠為原料制備水凝膠.ι-卡拉膠是一種溫敏和鈣敏型材料， Ca2+可與ι-卡拉膠上的磺酸基……