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专利号: 2024103426813
申请人: 江苏海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种改性生物活性玻璃在制备多功能水凝胶中的应用,其是通过如下步骤实现的:按照改性生物活性玻璃2~20%、不饱和亲水聚合物2~20%、调性单体2~20%、自由基引发剂0.1~1.5%、去离子水40~90%的质量百分比例,依次称取去离子水、不饱和亲水聚合物、调性单体、改性生物活性玻璃、自由基引发剂,混合一起调配成水溶液,N2保护下,控温

15~90℃,进行“一锅煮”式的自由基共聚反应0.4~40小时后,制得所述多功能水凝胶,其特征在于所述改性生物活性玻璃指的是采用分子结构中含有二丙烯基季铵阳离子的硅烷偶联剂对其进行表面改性后的生物活性玻璃;

其中所述分子结构中含有二丙烯基季铵阳离子的硅烷偶联剂具有通式(A)所示结构:其中通式(A)中的R选自C1~C18烃基,R1选自H或甲基,n选自1~200之间的自然数,Y选自‑ ‑ ‑ ‑ ‑C1~C18烃基或 X 选自Cl 、Br、I 或p‑CH3C6H4SO3 中的一种;其中R2选自C1~C18烃基,m选自0~200之间的自然数;

所述生物活性玻璃指的是SiO2‑CaO‑P2O5‑Na2O为化学成分而组成的硅基玻璃粉体材料,+ 2+ 2+ 2+ 2+ 3+ 3+ 4+ 4+或所述硅基玻璃粉体材料掺杂K 、Mg 、Sr 、Zn 、Cu 、B 、Al 、Ti 或Zr 离子后的硅基玻璃粉体材料;按其中各化学成分质量计,SiO2的质量百分比为40~80%,CaO的质量百分比+ 2+ 2为10~60%,P2O5的质量百分比为3~20%,Na2O的质量百分比为10~60%,所述K、Mg 、Sr+ 2+ 2+ 3+ 3+ 4+ 4+、Zn 、Cu 、B 、Al 、Ti 或Zr 离子的掺杂质量百分比按需所选,各化学成分质量百分比之和为100%;

所述调性单体指的是:N‑乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸‑2‑羟乙酯、N‑甲基丙烯酰胺基甘氨酰胺、甲基丙烯酸甘油酯、双甲基丙烯酸甘油酯、聚乙二醇双甲基丙烯酸酯或通式(E)所示结构的不饱和季铵盐中的一种或两种以上;

其中所述不饱和季铵盐具有通式(E)所示结构:

其中通式(E)中的R1选自H或甲基,R3选自C1~C18烃基,Y选自C1~C18烃基或‑ ‑ ‑ ‑ ‑

X选自Cl、Br、I或p‑CH3C6H4SO3 中的一种;其中R2选自C1~C18烃基,m选自0~200之间的自然数;

所述不饱和亲水聚合物指的是甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化壳聚糖、甲基丙烯酰化海藻酸钠、甲基丙烯酰化透明质酸或甲基丙烯酸丝素蛋白中的一种或两种以上。

2.依照权利要求1所述一种改性生物活性玻璃在制备多功能水凝胶中的应用,其特征在于所述自由基引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、苯基(2,4,6‑三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐、4‑异丁基苯基‑4'‑甲基苯基碘六氟磷酸盐、2‑羟基‑2‑甲基‑1‑[4‑(2‑羟基乙氧基)苯基]‑1‑丙酮或2‑羟基‑2‑甲基‑1‑苯基‑1‑丙酮中的一种或两种以上。

3.依照权利要求1所述一种改性生物活性玻璃在制备多功能水凝胶中的应用,其特征在于所述改性生物活性玻璃的制备方法如下所述:按照含有二丙烯基季铵阳离子硅烷偶联剂/甲醇或乙醇/水的质量比为5~50:5~50:5~50,依次称取含有二丙烯基季铵阳离子硅烷偶联剂、甲醇或乙醇和水混合一起,室温下配制成含有二丙烯基季铵阳离子硅烷偶联剂溶液,其后搅拌下再投入生物活性玻璃,升温至50~90℃反应2~20小时;结束反应过程,反应体系温度降至室温,过滤,使用甲醇或乙醇洗涤滤饼1~3次,将洗涤后的滤饼送入真空干燥器中,控温25~65℃下真空干燥至恒重,制得所述改性生物活性玻璃;

其中所述分子结构中含有二丙烯基季铵阳离子硅烷偶联剂的用量是生物活性玻璃质量的5~500%。

4.依照权利要求1所述一种改性生物活性玻璃在制备多功能水凝胶中的应用,其特征在于所述分子结构中含有二丙烯基季铵阳离子硅烷偶联剂的制备方法是将二烯丙氨基聚醚丙烯酸酯溶解在溶剂中,控温5~35℃,N2保护下,开启搅拌缓慢加入3‑氨基丙基硅烷偶联剂,二烯丙氨基聚醚丙烯酸酯的用量是3‑氨基丙基硅烷偶联剂摩尔量的2.0~2.2倍;待

3‑氨基丙基硅烷偶联剂投料完毕,缓慢升高反应体系温度至35~90℃反应2~20小时,结束aza‑Michael加成反应过程后;将烷基化试剂加入到反应体系中,所述烷基化试剂的用量是

3‑氨基丙基硅烷偶联剂摩尔量的1.0~3.5倍,保温继续反应2~20小时,结束季铵盐化反应过程;随后旋蒸除去部分溶剂,后降温至室温,析出产物粗品,所述产物粗品再经纯化,制得通式(A)所示分子结构中含有二丙烯基季铵阳离子硅烷偶联剂。

5.依照权利要求4所述一种改性生物活性玻璃在制备多功能水凝胶中的应用,其特征在于所述二烯丙氨基聚醚丙烯酸酯具有通式(C)所示结构:其中通式(C)中的R1选自H或甲基,所述的n选自1~200之间的自然数。

6.依照权利要求4所述一种改性生物活性玻璃在制备多功能水凝胶中的应用,其特征在于所述溶剂指的是甲醇、乙醇、丙醇、四氢呋喃、1,4‑二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二甲亚砜、N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二乙基甲酰胺或六甲基磷酰胺中的一种或两种以上;所述溶剂的用量是3‑氨基丙基硅烷偶联剂质量的1~10倍。

7.依照权利要求4所述一种改性生物活性玻璃在制备多功能水凝胶中的应用,其特征在于所述3‑氨基丙基硅烷偶联剂具有通式(B)所示结构:其中通式(B)中的R选自C1~C18烃基。

8.依照权利要求4所述一种改性生物活性玻璃在制备多功能水凝胶中的应用,其特征在于所述烷基化试剂具有通式(D)所示结构:Y‑X

通式(D)

其中通式(D)中的Y选自C1~C18烃基或 X选自Cl、Br、I或p‑

CH3C6H4SO3中的一种,其中R2选自C1~C18烃基,m选自0~200之间的自然数。