吸水快、溶胀度高、孔径可调的聚乙烯醇复合水凝胶制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及吸水快、溶胀度高、孔径可调的聚乙締醇复合水凝胶制备方法，属于生 物工程领域。
【背景技术】
[0002] 近年来水凝胶在生物工程领域的研究越来越广泛，其优秀的生物学的性能使其在 生物医学及组织工程的应用成为研究的热点。水凝胶的孔径大小及微结构的调控对其在生 物医学和组织工程的应用起着极为重要的作用。如药物传递，蛋白质固定，生物支架，软骨 等应用都对功能性水凝胶的微结构及孔径有着严格要求。然而国内外对水凝胶微结构体系 的研究仍然具有极大的挑战。
[0003] 天然的生物高分子水凝胶有着良好的生物相容性，然而其力学性能及过快的降解 性极大限制了在生物医学领域的应用。因此聚合高分子材料在凝胶中的研究引起了极大关 注，聚乙締醇（PVA)是一种水溶性聚合高分子材料，由于其优良的生物相容性及低毒性使 其在生物工程领域里的研究应用愈来愈广泛，其通过一定工艺加工成型后便可得到力学性 能好，稳定性高的水凝胶。单纯的聚乙締醇水凝胶无法获得均一孔径及互穿的多孔结构，目 前制备多孔材料的方法有相分离法，发泡法，致孔剂法等，虽然能是凝胶产生多孔结构，但 运些方法都无法控制孔径均匀性与大小且闭孔较多，开孔性差。
[0004] 对于水溶液体系中采用冻融循环法制备聚乙締醇水凝胶，虽然绿色无污染但无法 获得理想的多孔凝胶结构。因此如何在物理法制备聚乙締醇水凝胶过程中使得凝胶孔径可 调并且获得均一稳定的多孔结构是目前亟待解决的难题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种吸水快、溶胀度高、孔径可调的聚乙締醇复合水凝胶的 制备方法。
[0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种吸水快、溶胀度高、孔径可调的 聚乙締醇复合水凝胶制备方法，包括W下步骤：
[0007] (1)纳米纤维素悬浮液加入去离子水中，磁力揽拌配制成混合分散液；
[000引 似聚乙二醇、聚乙締醇加入步骤（1)中的分散液中，加热条件下磁力揽拌至均 匀；
[0009] 做将步骤似的分散液恒溫静置，得纳米纤维素、聚乙二醇、聚乙締醇混合分散 液；
[0010] (4)将步骤（3)得到的分散液倒入模具中，静置；
[0011] (5)将步骤（4)得到混合分散液低溫冷冻后再恒溫放置，反复冻融，循环5次； 阳01引 （6)将步骤妨得到的水凝胶放入去离子水中置换出凝胶中的聚乙二醇，得到聚 乙締醇复合凝胶。
[0013] 作为优选的技术方案，所述纳米纤维素为植物来源的纳米纤维素，纳米纤维素悬 浮液中的纳米纤维素的浓度为0. 8~1. %，直径为10~30皿，长度500皿~2ym。
[0014] 作为优选的技术方案，所述聚乙締醇的聚合度1750 + 50,聚乙二醇的分子量为 2000、4000 或 6000。
[0015] 作为优选的技术方案，各组分重量比纳米纤维素：聚乙二醇：聚乙締醇= 1:1-4:7.5。作
[0016] 为优选的技术方案，步骤（2)中磁力揽拌溫度为90°C，步骤（3)中静置溫度为 50 °C。
[0017] 作为优选的技术方案，步骤巧）中每次冻融的低溫冷冻溫度为-20°C，冷冻时间 1地；恒溫放置溫度为25°C放置时间化。
[0018] 作为优选的技术方案，所述纳米纤维素由机械研磨、酶水解、酸水解或氧化剂氧化 中的任意一种方法制备得到或者至少两种W上的方法联合制备得到。
[0019] 作为优选的技术方案，所述纳米纤维素悬浮液的制备方法如下：
[0020] A、筛取40~60目的竹粉原料，将其烘干后使用电子天平精确称取IOg用滤纸包 裹好放入索式抽提器中，制备450ml的苯醇抽提液，90°C进行抽提化，过滤洗涂直中性，其 中苯醇抽提液中苯300ml，乙醇150ml;
[0021]B、将洗滤后的原料放入烧杯，加400ml去离子水，用1~1. 25wt%的亚氯酸钢在酸 性条件下处理，Ih后再次添加同量亚氯酸钢，同样在酸性条件下处理，重复添加5~7次，W 脱除大部分木质素，制得综纤维素；
[0022] C、配制2~3wt%的氨氧化钟溶液，在90°C下处理第1步获得的综纤维素2~化， W脱除其中的大部分半纤维素；
[0023]D、用1~1. 25wt%亚氯酸钢在酸性条件下处理步骤（C)所得溶液1~化，并进一 步用4~7wt%的氨氧化钟于90°C下对所得纤维素进行纯化处理2~地，W除去木质素和 半纤维素，从而获得纯化的纤维素；
[0024]E、采用1~1. 5wt%的盐酸溶液，在80~90°C下处理步骤值）中获得的纯化纤维 素2~化； 阳0巧]F、将步骤E获得的纯化纤维素配成浓度为0. 8~1. %的水悬浊液，研磨处理 15~20分钟，得到纤维直径在10~30nm，纤维长度在500nm~2ym的纳米纤维素悬浊液。 阳0%] 本发明的有益效果如下：
[0027] 1)本发明过程没有化学反应产生，制备过程绿色无污染，不同分子量的聚乙二醇 能够调节水凝胶的孔径大小及网络结构，纳米纤维素的加入进一步提高了凝胶网络的互穿 性，得到了高溶胀度复合凝胶，并有效提高了复合凝胶的热稳定性。
[0028] 2)采用冻融循环法制备聚乙締醇复合凝胶，制备工艺过程简单，得到了高溶胀度 复合凝胶，并提高了凝胶热稳定性。
[0029] 扣本发明制备的纳米纤维素直径范围在10~30nm，纤维长度范围在SOOnm~ 2ym之间，其长径比和比表面积有很大的提高，制备的复合凝胶具有吸水快、高溶胀度，热 稳定性优良，可应用于生物医学，组织工程等领域。
【具体实施方式】 阳〇3〇] 实施例I
[0031] 纳米纤维素的制备工艺步骤：
[0032] A、筛取40~60目的竹粉原料，将其烘干后使用电子天平精确称取IOg用滤纸包 裹好放入索式抽提器中，制备450ml的苯醇抽提液，90°C进行抽提化，过滤洗涂直中性，其 中苯醇抽提液中苯300ml，乙醇150ml;
[0033]B、将洗滤后的原料放入烧杯，加400ml去离子水，用1~1. 25wt%的亚氯酸钢在酸 性条件下处理，Ih后再次添加同量亚氯酸钢，同样在酸性条件下处理，重复添加5~7次，W 脱除大部分木质素，制得综纤维素；
[0034]C、配制2~3wt%的氨氧化钟溶液，在90°C下处理第1步获得的综纤维素2~化， W脱除其中的大部分半纤维素；
[0035]D、用1~1. 25wt%亚氯酸钢在酸性条件下处理步骤似所得溶液1~化，并进一 步用4~7wt%的氨氧化钟于90°C下对所得纤维素进行纯化处理2~地，W除去木质素和 半纤维素，从而获得纯化的纤维素；
[0036]E、采用1~1. 5wt%的盐酸溶液，在80~90°C下处理步骤值）中获得的纯化纤维 素2~化；
[0037] F、将步骤E获得的纯化纤维素配成浓度为0. 8~1. %的水悬浊液，研磨处理 15~20分钟，得到直径在10~30皿，长度在500皿~2 Ji m的纳米纤维素悬浊液。 阳0測实施例2
[0039] 本吸水快、溶胀度高、孔径可调的聚乙締醇复合水凝胶的制备方法，包括W下步 骤： W40] (1)称取64g的纳米纤维素悬浮液加入36g去离子水中，磁力揽拌配制成混合分散 液；
[0041] (2)称取聚乙締醇7. 5g，分子量2000的聚乙二醇Ig,加入步骤（1)中的分散液中， 90°C条件下磁力揽拌化；
[00创 做将步骤似分散液恒溫静置40min，静置溫度为50。得纳米纤维素、聚乙締醇 与聚乙二醇混合分散液；
[0043] (4)将步骤（3)得到的分散液倒入模具中，静置20min; W44] 巧）将步骤（4)得到混合分散液低溫冷冻14h，冷冻溫度为-20°C，取出后恒溫放置 6h，放置溫度为25°C，重复完成5次冻融循环； W45] (6)将步骤妨