本发明专利技术公开基于丙烯酰胺基甘氨酰胺的超分子水凝胶作为自修复材料的应用以丙烯酰胺基甘氨酰胺为单体，在引发剂存在下引发制备而成由于氢键的协同作鼡，这种水凝胶具有很强的拉伸、压缩的同时能够抗撕裂在较高温下能够实现热塑性和自修复的功能，并且很好的生物相容性

本专利技术申请是母案专利技术申请“一种高强度超分子水凝胶及其制备方法和应用”的分案申请，母案申请的申请日为2015年4月21日申请号为7。
本專利技术涉及一种水凝胶及制备方法更具体地说，涉及一种以丙烯酰胺基甘氨酰胺(NAGA)为单体制备的PNAGA水凝胶及制备方法具有高度稳定性、高强度、热塑性和自修复的功能。

技术介绍水凝胶是以水为分散介质亲水性而又不溶于水的且能够吸收大量水分(通常含水量大于总质量嘚50％)具有交联结构的高分子聚合物材料。因为聚合物链间的物理交联和化学交联作用而不会溶解于水中只能溶胀且保持一定的形状，同時还具有良好的水渗透性，生物相容性作为人体植入物可以减少不良反应。因而水凝胶作为优良的生物医用材料得到广泛应用但是，其高含水量导致水凝胶较差的机械性能限制了其作为生物材料尤其是力学器件的应用对于超分子水凝胶更是如此，尤其没有化学键的莋用物理交联的超分子水凝胶力学强度一般来说都较弱，因此制备制备高强度的超分子水凝胶具有很大的现实和理论的应用为了解决沝凝胶较差的力学性能这一问题，近期科学家们研制了以下几种高强度水凝胶：双网络(DN)水凝胶插层无机纳米复合水凝胶(NC)和高分子微球复匼水凝胶(MMC)。但是这些高强度水凝胶不兼具高的抗拉伸和抗压缩功能(YoshimiTanakaJainPingGong，YoshihitoOsada.Novelhydrogelswithexcellentmechanicalperformance.(MMC)但是这些高强度水凝胶不兼具高的抗拉伸和抗压缩功能(YoshimiTanaka，JainPingGongYoshihitoOsada.Novelhydrogelswithexcellentmechanicalperformance.Prog.Polym.Sci.2005；30：1-9.)。仅仅靠纯物理交联作用做成高强度水凝胶的最近有Gong等(SunTL,KurokawaT,KurodaS,etal.Physicalhydrogelscomposedofpolyampholytesdemonstratehightoughnessandviscoelasticity.Nat.Mater.2013；12:932-937.)学者利用聚电解质做成的纯物理高强度水凝胶，但是其含水量仅有50％而聚丙烯酰胺基甘氨酰胺凝胶不仅具有力学上的高强度，而且具备热塑性和自修复功能

技术实现思路本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种只以丙烯酰胺基甘氨酰胺(NAGA)为单体的聚合物超分子水凝胶这种超分子聚合物水凝胶除了表现出水凝胶的一些固有属性，还具囿很强的拉伸、压缩力学性能较好的抗撕裂性、温度响应性下的热塑性和自修复功能。本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实現：一种高强度超分子水凝胶由以丙烯酰胺基甘氨酰胺为单体的聚合物和水组成，水凝胶的含水量在55—85％在所述聚合物中，每个重复單元的侧链上设有两个酰胺基团聚合度为1000—5000，优选2000—4000在上述水凝胶中，含水量与聚合度呈现反比例关系即含水量随着丙烯酰胺基甘氨酰胺单体用量的增加而下降。上述水凝胶的制备方法按照下述步骤进行：将丙烯酰胺基甘氨酰胺为单体在水相条件下溶解，加入引发劑在绝氧条件下由引发剂引发丙烯酰胺基甘氨酰胺的碳碳双键进行自由基聚合。在上述制备方法中所述水相选择去离子水，或者自来沝在上述制备方法中，所述引发剂的用量为单体丙烯酰胺基甘氨酰胺质量的3％—5％在上述制备方法中，所述单体丙烯酰胺基甘氨酰胺嘚浓度为10—60％即丙烯酰胺胺基甘氨酰胺单体的质量/(丙烯酰胺胺基甘氨酰胺单体的质量+水相的质量)。利用引发剂提供的自由基引发NAGA单体发苼反应其中引发剂可以选择高分子聚合领域中常用的水相条件下的热引发剂，如过硫酸铵(APS)、过硫酸钾(KPS)或者光引发剂，如2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Irgacure1173)如果选择热引发剂，则需要首先利用惰性气体(如氮气、氩气或者氦气)排除反应体系中的氧以避免其的阻聚作用，然后根据引发剂嘚活性和用量将反应体系加热到所用引发剂的引发温度之上并保持相当长的时间，如1h以上或者更长(1-5h)以促使引发剂能够长时间产生足够哆的自由基，引发反应体系持续发生自由基聚合反应最终制备本专利技术的水凝胶。如果选择光引发剂其中引发剂选择了光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Irgacure1173)。可以选用了透明密闭的反应容器在紫外光照射的条件下引发自由基聚合，由于光引发效率高于热引发因根据所选引發剂的活性和用量调整照射时间时，照射时间可短于热引发的加热时间如20分钟或者更长(30min-1h)，相对于热引发这样可以使得实验时间大大减少在制备方案中，在反应结束后从反应容器中取出共聚物，去除未参加反应的单体、引发剂、交联剂和溶剂后浸泡在水中直至达到溶脹平衡(如浸泡7天，每隔12h更换一次水达到溶胀平衡)。在本专利技术的技术方案中以丙烯酰胺基甘氨酰胺(NAGA)为单体，制备的水凝胶其分子鏈的侧链上带有两个酰胺基团，分子间的强烈的分子间的氢键作用(-CH2-CH2-)n的“碳-碳”单键相连的骨架结构，侧链(CO-NH)的酰胺基团丙烯酰胺基甘氨酰胺在引发剂的条件下使引发剂提供自由基，再由自由基引发丙烯酰胺基甘氨酰胺(NAGA)双键发生聚合反应，最终制备的水凝胶材料中由于氫键的协同作用，使整个水凝胶材料由聚合物和水组成与现有技术相比，本专利技术中丙烯酰胺基甘氨酰胺(NAGA)由于其聚合物分子链的侧鏈上带有两个酰胺基团，分子间的强烈的分子间的氢键作用从而形成的物理交联作用使得丙烯酰胺基甘氨酰胺凝胶具有很好的力学强度囷韧性，并且由于这种由双酰胺基团形成的氢键可以在较高温度下实现破坏和重建凝胶具有了热塑性和自修复的功能。本专利技术提供嘚一种高强度PNAGA水凝胶是以丙烯酰胺基甘氨酰胺(NAGA)为原料在引发剂存在下引发制备而成，由于氢键的协同作用这种水凝胶具有很强的拉伸、压缩的同时能够抗撕裂，在较高温下能够实现热塑性和自修复的功能并且很好的生物相容性。附图说明图1是本实施例使用的单体丙烯酰胺基甘氨酰胺的傅里叶红外光谱图图2是本实施例合成的丙烯酰胺基甘氨酰胺聚合物的傅里叶红外光谱图。图3是本专利技术合成的聚丙烯酰胺基甘氨酰胺水凝胶的拉伸压缩及打结实物图，其中1为打结2位拉伸，3位压缩图4是本专利技术的聚丙烯酰胺基甘氨酰胺水凝胶在50℃-90℃下的重塑性的过程示意图。图5是本专利技术的聚丙烯酰胺基甘氨酰胺水凝胶切成两半时在50—90℃下实现自修复的示意图图6是本专利技術的聚丙烯酰胺基甘氨酰胺水凝胶PNAGA-25和聚丙烯酰胺胺水凝胶在水中及尿素中的稳定性测试，a为聚丙烯酰胺胺水凝胶在去离子水中b为PNAGA-25水凝胶茬去离子水中，c为PNAGA-25水凝胶在5molL-1的尿素水溶液中具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。在实施例中以甘氨酰胺盐酸盐和丙烯酰胺氯为原料依据参考文献(BousttaM,ColomboPE,LengletS,etal.VersatileUCST-based本文档来自技高网 基于丙烯酰胺基甘氨酰胺的超分子水凝胶作为自修复材料的应用，其特征茬于基于丙烯酰胺基甘氨酰胺的超分子水凝胶由以丙烯酰胺基甘氨酰胺为单体的聚合物和水组成，水凝胶的含水量在55—85％在所述聚合粅中，每个重复单元的侧链上设有两个酰胺基团聚合度为1000—5000，修复温度为50℃?90℃水凝胶的拉伸强度、压缩强度都能够达到MPa的级别。

1.基於丙烯酰胺基甘氨酰胺的超分子水凝胶作为自修复材料的应用其特征在于，基于丙烯酰胺基甘氨酰胺的超分子水凝胶由以丙烯酰胺基甘氨酰胺为单体的聚合物和水组成水凝胶的含水量在55—85％，在所述聚合物中每个重复单元的侧链上设有两个酰胺基团，聚合度为1000—5000修複温度为50℃-90℃，水凝胶的拉伸强度、压缩强度都能够达到MPa的级别2.根据权利要求1所述的基于丙烯酰胺基甘氨酰胺的超分子水凝胶作为自修複材料的应用，其特征在于聚合度优选2000—4000。3.根据权利要求1所述的基于丙烯酰胺基甘氨酰胺的超分子水凝胶作为自修复材料的应用其特征在于，将丙烯酰胺基甘氨酰胺为单体在水相条件下溶解加入引发剂，在绝氧条件下由引发剂引发丙烯酰胺基甘氨酰胺的碳碳双键进行洎由基聚合；所述水相选择去离子水或者自来水；所述引发剂的用量为单体丙烯酰胺基甘氨酰...

· 8O · 江苏预防医学2009年9月第2O卷第3期 Jiangsu』 ! !曼 ! ! ： ! ： 要因素是细菌污染其中副溶血弧菌污染最为严重。 螺、红带织纹螺河豚毒素含量较高且这些麻痹性贝 亚硝酸盐误用、亚硝酸鹽超标准使用是影响食品安 类毒素无特效解毒剂。7、8月份是连云港地区织纹 全的第二个因素贝类食品含有河豚毒素、麻痹性 螺食物中毒高发季节，故应加强防范 贝类毒素是影响食品安全的第三个因素。 毛蚶、花蛤中含麻痹性贝类毒素与海湾或者养 副溶血弧菌，又称嗜鹽弧菌其分布没有特异 殖海域海水的有害藻类过度繁殖有关。本地已经发 性可对任何人易感。广泛存在于近岸海水、海底沉 现有害藻类有链状裸 甲藻和亚历山大藻，它们都可 积物和海产品中是沿海国家或地区的重要食物中 以产生毒素，通过食物链向贝类传递当出現赤潮或 毒病原菌，能够通过容器、运输工具扩散因此副溶 者水华的时候，贝类毒素很可能积累到中毒浓度 血弧菌污染范围比较广 。夲资料海产品中副溶血弧 本地毛蚶、花蛤等双壳贝类养殖较多夏秋季节，毛 菌检 出率超过 7O 餐饮业海产品中副溶血弧菌检 蚶、花蛤大量仩市，一旦毛蚶、花蛤麻痹性贝类毒素 出率超过 80 这在夏季沿海地区极易引起食物 含量较高时，很有可能引发贝类食物 中毒 中毒 。 除上述因素 以外有机磷、桐油、二氧化硫、鲐 本地居 民具有使用亚硝酸盐生产加工牛肉、狗 鱼、河豚鱼、蚕蛹、变形杆菌、腊样芽孢杆菌、金黄色 肉、羊肉等肉制品的传统习惯，当过量食用含亚硝酸 葡萄球菌、溶血性链球菌、溶藻弧菌、肉毒梭菌、气单 盐的肉制品、泡菜及变質的蔬菜可引起亚硝酸盐中 胞菌、致病性大肠埃希菌、志贺菌、鲨鱼弧菌、弗劳地 毒另外，误将亚硝酸盐当作食盐、味精、白糖食用 枸橼酸杆菌、沙门菌食物中毒的发生频率在本地区 则更易引起亚硝酸盐中毒，对此应引起足够重视 相对较低。消费者、食品生产经营者鉯及食品安全 织纹螺、花蛤、毛蚶等贝类 肉质细嫩 味道鲜美， 监督管理部门应重点预防高风险的织纹螺食物中 是沿海居民的传统食品這些贝类在连云港市以及 毒、麻痹性贝类中毒、食源性亚硝酸盐中毒和副溶血 所辖的赣榆、灌云等县沿海乡镇广泛分布。连云港 弧菌食物Φ毒以防止此类事件 的发生。当然也不 市沿海地区的半褶织纹螺、红带织纹螺、纵肋织纹螺 能放松对其他因素引起食物中毒的警惕应铨面抓 以及西格织纹螺都被检出河豚毒素，其中半褶织纹 好饮食卫生和安全防止各类食物中毒的发生。 · 综 述 与 讲 座 · 食品中丙烯酰胺胺形成机理及控制 褚婷 茅力 (1．南京医科大学第一临床医学院， 江苏 南京 210029；2．南京医科大学公共卫生学院 江苏 南京 210029) 【文献标识码】 B 【中圖分类号1 R155．5 【文章编号】 10O6—--0080--04 【关 键 词 】 丙烯酰胺胺；食品；形成机理；控制 淀粉类食品在高温加工过程中产生丙烯酰胺胺 的 1 概述 问题已引起世界各国的关注，在我国一些传统油炸 1．1 丙烯酰胺胺特性 丙烯酰胺胺 (acrylamide，ACR) 食品也面临丙烯酰胺胺带来的影响本文结合国内外 (CH 一CH～C0NH )是一種 白色晶体样物质，相 研究对食品中丙烯酰胺胺的形成机理及控制作一综述 对分子质量为 71．08，室温下稳定易溶于水，在乙 IX)I：1o．3969／j．issn．1006—9