一種接枝多層水凝膠的功能化纖維的制備方法技術

本發明專利技術提供了一種接枝多層水凝膠的功能化纖維的制備方法。該制備方法是：首先采用紫外輻射的方法在纖維表面接枝聚丙烯酸鈉，然后將該纖維浸入一定濃度的、含有水溶性高分子添加劑的海藻酸鈉水溶液中，取出后用刮刀刮去纖維表面過多的粘附溶液，最后將其浸入氯化鈣溶液中交聯，制備接枝第一層水凝膠的功能化纖維。用去離子水沖洗該功能化纖維，將其重新浸入水溶性高分子添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中，隨后用氯化鈣溶液再次交聯，獲得接枝第二層水凝膠的功能化纖維。以此類推，制備接枝多層水凝膠的功能化纖維。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于功能高分子領域。
技術介紹
水凝膠是水溶脹的交聯聚合物，能吸收大量水而不溶解于水，具有良好的柔軟性、弾性、貯水能力和生物相容性。水凝膠能夠對刺激做出響應并具有可逆的溶脹行為，在響應PH值、溫度、離子強度、電場等外界刺激時，能夠表現出可調節的智能溶脹行為。因此，關于水凝膠的研究成為當前材料科學、生物學、醫學等領域的研究熱點。近年來，ー種基于多聚糖的新型多層膜水凝膠作為生物功能載體的研究引起了研究人員的興趣。Ladet等人首次制備了一種多層膜水凝膠Multi-membrane hydrogels. Nature, 2008,452, 76-79,其制備過程是通過控制殼聚糖或者海藻酸鈉由外而內逐步組裝的動態凝膠化過程來實現的。這種全新的多層高級結構，突破了傳統均質水凝膠結構単一的不足，并且進一步拓寬了水凝膠的應用范圍，比如多細胞的共同培養、細胞-細胞相互作用評價以及先進的藥物傳輸方式。海藻酸鹽是從褐藻中提取出來的ー種天然聚多糖，由D-甘露糖醛酸殘基(離解常數pKa = 3. 38)和L-古洛糖醒酸殘基(pKa = 3. 65)兩種結構單體單元組成。海藻酸鈉是海藻酸和堿作用所生成的產物，呈乳白色，溶于水，煮沸或冷卻都不凝固。海藻酸鈉水溶液遇到Ca2+可形成交聯的海藻酸鈣水凝膠，該水凝膠具有良好的生物降解性和生物相容性。戴鴻君基于海藻酸鈉與ニ價陽離子的快速凝膠化反應，通過動態自組裝的方法，以球形凝膠核為模板由內向外逐步反應，成功制備了仿洋蔥結構海藻酸鈣多層膜水凝膠，并研究了該多層膜水凝膠對藥物的脈沖釋放性能Multi-membrane Hydrogel Fabricated by FacileDynamic Self-assembly,Matter, 2009, 5,1987-1989。該制備方法反應快速，操作簡單，無需酸、堿或有機溶剤，并且可以控制制備過程，從而調節凝膠膜的厚度及層與層之間間隙的大小，并且可以調節實際應用中目標物的載入量和微環境。但是，單純的海藻酸鈣水凝膠易溶脹變脆，干燥后體積收縮率大，而上述多層膜水凝膠是基于海藻酸鈣微球的核來制備的，在某些領域如血管支架、組織工程等需要一定強度的應用方面受到限制。纖維材料具有良好的柔韌性和機械強度，可以制備成各種不同的形狀，使用方便。但可以紡絲成纖維的材料非常有限，而成型的纖維往往缺乏各種功能性。趙孔銀等制備了一種鈣離子交聯接枝聚合物水凝膠的纖維材料，把纖維材料良好的柔韌性和水凝膠可調節的智能溶脹行為結合起來201010576349. I。但是上述專利在制備聚丙烯酸鈉接枝的纖維材料時用到了伽馬射線輻射，造成纖維基體的破壞，而且該材料不能做到對藥物的脈沖式控制釋放。本專利采用紫外輻射的方法在纖維表面接枝聚丙烯酸鈉，然后將該纖維浸入一定濃度的海藻酸鈉的水溶液中，取出后用刮刀刮去纖維表面的溶液，最后將其浸入氯化鈣溶液中交聯，制備接枝第一層水凝膠的功能化纖維。用去離子水沖洗該功能化纖維，將其重新浸入水溶性高分子添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中，隨后用氯化鈣溶液再次交聯，得到接枝第二層水凝膠的功能化纖維。以此類推，制備接枝多層水凝膠的功能化纖維，這在國內外還沒有相關報道。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術擬解決的技術問題是單純的海藻酸鈣水凝膠強度低，易溶脹變脆，干燥后體積收縮率大，纖維接枝單層水凝膠不具有脈沖釋放性能等問題。本專利技術解決上述技術問題的技術方案是制備一種接枝多層水凝膠的功能化纖維。本專利技術提供了一種接枝多層水凝膠的功能 化纖維的制備方法，其特征是制備步驟如下a)將纖維放入體積百分數為1% 50%的丙烯酸水溶液中，加入質量百比濃度為O. 5 3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 2 I小時，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應的單體和均聚物，得到聚丙烯酸接枝的纖維，隨后用質量百比濃度為1% 10%的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的纖維；b)配制質量百分比濃度為O. 2% 8%的海藻酸鈉和質量百分比濃度為O 10%的水溶性高分子添加劑的混合水溶液，靜置消泡后待用；同時配制質量百分比濃度為1% 10%的氯化鈣水溶液；c)將步驟a)得到的接枝聚丙烯酸鈉的纖維完全浸入水溶性高分子添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5 2小時，取出后滴淌2 5分鐘，用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入步驟b)配制的氯化鈣水溶液中，交聯O. 5 2小時，得到接枝第一層水凝膠的功能化纖維；d)將步驟c)得到的接枝第一層水凝膠的功能化纖維用去離子水沖洗2 3適，將其重新浸入步驟b)配制的水溶性高分子添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5 2小吋，取出后滴淌2 5分鐘，用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入步驟b)配制的氯化鈣水溶液中，交聯O. 5 2小時，得到接枝第二層水凝膠的功能化纖維；e)將步驟d)得到的接枝第二層水凝膠的功能化纖維重復浸入水溶性高分子添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中，參考步驟c)經氯化鈣水溶液交聯，得到接枝第三層水凝膠的功能化纖維，以此類推，得到接枝第四層、五層，直至接枝第20層水凝膠的功能化纖維。本專利技術中所述的纖維基體包括聚酰胺、聚丙烯、聚こ烯、聚四氟こ烯、聚丙烯腈和聚砜。所述的纖維的形態包括單絲纖維、無紡布、絲束和中空纖維。所述的水溶性高分子添加劑包括羥丙基甲基纖維素、羧甲基殼聚糖、水溶性淀粉、聚こニ醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚こ烯基吡咯烷酮。本專利技術中所述的功能化纖維被多層水凝膠所包含，其中，第一層水凝膠是依靠鈣離子交聯接枝在纖維基體上的，第二層水凝膠包裹纖維及第ー層水凝膠，第三層水凝膠包裹纖維、第一層和第二層水凝膠，第N層水凝膠包裹纖維及第ー層、第二層...直至第N-I層水凝膠，其中320。本專利技術制備過程簡單易行，得到的一種接枝多層水凝膠的功能化纖維具有很好的韌性和生物相容性，纖維上接枝的多層水凝膠的溶脹度可以通過加入添加劑來改變，該功能化纖維可以用于吸附分離、藥物控制釋放、固定化酶、組織工程、催化等領域。具體實施例方式下面介紹本專利技術的具體實施例，但本專利技術不受實施例的限制。實施例I. ー種接枝五層海藻酸鈣水凝膠的聚丙烯纖維無紡布的制備方法將聚丙烯纖維無紡布放入體積百分數為50%的丙烯酸水溶液中，加入質量百分比濃度為3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 2小時，取出后用去離子水沖洗3 5次，除去未反應的單體和均聚物，得到接枝丙烯酸的聚丙烯纖維無紡布。隨后用質量百分比濃度為10%的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的聚丙烯纖維無紡布。配制質量百分比濃度為O. 2%的海藻酸鈉水溶液，靜置消泡后待用；同時配制質 量百分比濃度為I %的氯化鈣水溶液。將聚丙烯纖維無紡布剪裁成IOmmX IOmm見方的大小，將其完全浸入海藻酸鈉水溶液中O. 5小時,取出后滴淌2分鐘,用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入氯化鈣水溶液中，交聯I小時，得到接枝第一層海藻酸鈣水凝膠的聚丙烯纖維無紡布。將接枝第一層水凝膠的聚丙烯纖維無紡布用去離子水沖洗2 3遍，將其重新浸入海藻酸鈉的水本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙孔銀，魏俊富，崔文葵，李忠銀，廖晴，王曉娜，
申請(專利權)人：天津工業大學，
類型：發明
國別省市：