CN101654495A - 疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法，以二烯丙基甲基十二、十四、十六、十八烷基溴化铵为疏水链段单体，与甲基丙烯酸共聚，采用N，N－亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，偶氮二异丁脒盐酸盐作为引发剂，通过真空线进行脱气处理，制备疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶；该方法采用的是具有一定水溶性、含有双烯丙基烷基季铵盐来制备疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶，以水为介质，具有环保性能好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及聚电解质响应性高分子凝胶制备技术领域，特别涉及疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法。
背景技术
聚电解质响应性高分子凝胶拥有一些独特的性能，因此广泛的应用于电信号领域、生物分离、药物缓释等技术中。此类凝胶能够在外界环境如温度、pH、电解质环境等的改变下可逆发生体积变化。目前pH响应性高分子凝胶的研究备受关注，尤其是作为药物缓释剂。
pH响应性凝胶大多分为弱碱型聚合物基体或是弱酸型聚合物基体。当凝胶浸泡于极性体系中时，凝胶随着离子化程度的变化，受体系中反离子产生的渗透压影响，能够发生从缩紧状态到溶胀的相转移过程。
通过在弱酸或者弱碱的凝胶主链大分子中引入疏水链段是控制凝胶溶胀性的一种很好的方法。当凝胶中没有电荷时，侧链中的疏水链段能够聚集在一起。当凝胶离子化溶胀之后，凝胶侧链上的疏水基能够发生交联作用。
菲利普课题组在此方面做了大量的研究工作。他们采用丙烯酸和n-烷基丙烯酸酯(n＝8，12，18)单体制备了系列弱酸型疏水链段改性凝胶；研究表明当n-烷基丙烯酸酯的摩尔分数小于20％时，疏水链段完全电离时，与未改性凝胶聚丙烯酸一样展现出溶胀的状态。随后，他们采用上述体系，制备了系列不同离解度的弱酸型疏水链段改性凝胶，通过离子强度和疏水链段的改变研究了疏水链段与静电作用间的对立作用；疏水链段的聚集在凝胶的溶胀中起着重要的作用，增加疏水链段的长度使得凝胶中疏水链段的作用力增加，引发了凝胶的溶胀向碱体系进行。他们采用丙烯酸、n-烷基丙烯酸酯(n＝8，12，18)为单体，N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，制备了系列共聚凝胶，并采用小角中子散射(SANS)在D20中对其溶胀性进行了研究。
汉斯尤而里奇等人在专利中提到采用质量分数为20％-65％的聚甲基丙烯酸单元和质量分数为80％-35％的C1-C18烷基丙烯酸酯单元制备pH响应性高分子。刘于阳等人采用疏水单体丙烯酸-2-乙基己酯(AAEHE)与甲基丙烯酸通过紫外光照射溶液聚合制备了系列疏水链改性聚甲基丙烯酸水凝胶(HMPMAA)，并将其作为可控释放基体进行研究。目前，用于产生可逆疏水***联的化合物多为丙烯酸酯类等油溶性单体，因此体系需要采用有机溶剂。此类方法都存在水溶性差，环保性能差的缺点。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法，该方法以水为介质，具有环保性能好的优点。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明以二烯丙基甲基十二、十四、十六、十八烷基溴化铵为疏水链段单体，与甲基丙烯酸共聚，采用N，N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，偶氮二异丁脒盐酸盐作为引发剂，通过真空线进行脱气处理，制备疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶。
疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法，包括以下步骤：
第一步，将二烯丙基甲基烷基溴化铵(CCx)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比5∶95～20∶80制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的1.0％～2.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的1.0％～2.5％，整个体系浓度为1.0mol/L～3.0mol/L，均溶解在水中，2-5min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于70-75℃反应，待反应3-6h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCCx-MAA)。
由于本发明采用的是具有一定水溶性、含有双烯丙基烷基季铵盐来制备疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶，故而本方法以水为介质，具有环保性能好的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例一
第一步，将二烯丙基甲基十二烷基溴化铵(CC12)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比15∶85制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的2.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的1.0％，整个体系浓度为1.0mol/L，均溶解在水中，2min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于70℃反应，待反应6h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC12-MAA)。
实施例二
第一步，将二烯丙基甲基十四烷基溴化铵(CC14)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比20∶80制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的1.5％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的1.7％，整个体系浓度为2.0mol/L，均溶解在水中，3min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于75℃反应，待反应5h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC14-MAA)。
实施例三
第一步，将二烯丙基甲基十六烷基溴化铵(CC16)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比10∶90制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的2.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的1.0％，整个体系浓度为2.0mol/L，均溶解在水中，4min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于74℃反应，待反应3h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC16-MAA)。
实施例四
第一步，将二烯丙基甲基十六烷基溴化铵(CC16)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比15∶85制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的1.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的2.5％，整个体系浓度为3.0mol/L，均溶解在水中，5min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于72℃反应，待反应4h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC16-MAA)。
实施例五
第一步，将二烯丙基甲基十八烷基溴化铵(CC18)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比5∶95制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的2.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的2.5％，整个体系浓度为3.0mol/L，均溶解在水中，5min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于73℃反应，待反应5h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC18-MAA)。
经试验证明，本方法以水为介质，具有环保性能好的优点，是一种新型疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法。
Claims (6)
1、疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，将二烯丙基甲基烷基溴化铵(CCx)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比5∶95～20∶80制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的1.0％～2.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的1.0％～2.5％，整个体系浓度为1.0mol/L～3.0mol/L，均溶解在水中，2-5min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于70-75℃反应，待反应3-6h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCCx-MAA)。
2、根据权利要求1所述的疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，将二烯丙基甲基十二烷基溴化铵(CC12)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比15∶85制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的2.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的1.0％，整个体系浓度为1.0mol/L，均溶解在水中，2min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于70℃反应，待反应6h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC12-MAA)。
3、根据权利要求1所述的疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，将二烯丙基甲基十四烷基溴化铵(CC14)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比20∶80制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的1.5％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的1.7％，整个体系浓度为2.0mol/L，均溶解在水中，3min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于75℃反应，待反应5h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC14-MAA)。
4、根据权利要求1所述的疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，将二烯丙基甲基十六烷基溴化铵(CC16)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比10∶90制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的2.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的1.0％，整个体系浓度为2.0mol/L，均溶解在水中，4min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于74℃反应，待反应3h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC16-MAA)。
5、根据权利要求1所述的疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，将二烯丙基甲基十六烷基溴化铵(CC16)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比15∶85制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的1.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的2.5％，整个体系浓度为3.0mol/L，均溶解在水中，5min后体系均匀，
第二步，采用2mL的针管向玻璃管中加入2mL体积的上述溶液，采用真空线脱气3次，封管，于72℃反应，待反应4h后，立即开管，取出固体，并进行切片，
第三步，将固体切片置于乙醇/水(1∶1)混合溶剂中，除去未反应单体和未交联聚合物，置于30℃真空烘箱中干燥，得到疏水链段改性聚甲基丙烯酸pH响应性凝胶(PCC16-MAA)。
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第一步，将二烯丙基甲基十八烷基溴化铵(CC18)与甲基丙烯酸(MAA)按摩尔比5∶95制成单体，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺占单体摩尔总量的2.0％，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体摩尔总量的2.5％，整个体系浓度为3.0mol/L，均溶解在水中，5min后体系均匀，
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