專利名稱：具有抗菌作用的透明水凝膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有抗菌作用的透明水凝膠及其制備方法，屬于新材料、生物 材料領(lǐng)域。
技術(shù)背景殼聚糖是自然界存在的第二大類多糖-甲殼素(Chitin)的最重要的衍生物，是一類由2 —氨基一2 —脫氧葡萄糖通過|3—1， 4一糖苷鍵連接而成的帶正電荷的直鏈多糖，可通過堿水解法脫去甲殼素的乙酰基而制得。殼聚糖所具有的獨(dú)特的生物特性和理化性質(zhì)使其在許多方面有著潛在的廣闊的應(yīng)用價(jià)值。作為外用藥物，殼聚糖具有抗菌性，可促進(jìn)皮膚組織愈合，對(duì)破損的人體表皮 組織有修復(fù)、止血等作用，可應(yīng)用于治療外傷、創(chuàng)傷，治療燒傷、燙傷，治療潰瘍，治療褥瘡等。殼聚糖可以制成生物材料，應(yīng)用于人體，如磷酸鈣骨水泥/殼聚糖骨填充修復(fù)材 料、羥基磷灰石/殼聚糖骨填充修復(fù)材料、磷酸鈣/殼聚糖多孔骨組織工程材料、有機(jī) 物/殼聚糖復(fù)合骨修復(fù)材料、活性生長因子/殼聚糖骨組織工程材料、殼聚糖軟組織工 程材料等。在眼科方面，殼聚糖可應(yīng)用于人工淚液、醫(yī)用黏彈劑、青光眼手術(shù)植入物、眼 用藥物長效緩釋制劑。殼聚糖還可用作眼科敷料，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)殼聚糖與動(dòng)物 眼膜相容性良好，而且能夠生成較多的成膠原和成纖細(xì)胞，有利于眼疾治療。本發(fā)明利用殼聚糖的抗菌性和保水性，使之在引發(fā)劑和紅外射線加熱的作用下 接枝改性丙烯酸系聚合物，從而得到具有一定抗菌作用的透明水凝膠；作為生物材 料，此種水凝膠可用于制作軟接觸透鏡及角膜接觸透鏡。接觸透鏡分為硬接觸透鏡、軟接觸透鏡和高透氧半硬性接觸透鏡等。硬接觸透 鏡的透光性好，但含水量小使得其配戴不舒適；而軟接觸透鏡的含水量大、抗菌效 果差，給細(xì)菌的滋生創(chuàng)造了環(huán)境條件，而且作為透鏡它的矯正角膜散光、鏡片保養(yǎng)、 鏡片強(qiáng)度情況均不夠理想；而高透氧半硬性接觸透鏡也存在抗菌性差等問題。用于制造接觸透鏡的制備方法有很多種，有關(guān)這方面的專利也非常豐富， 如CN87104122、 CN1045270、 CN1048521 、 CN1055542、 CN1175701 、 CN1234522。 上述這些專利技術(shù)大多數(shù)采用聚合工藝，即聚合單體在引發(fā)劑、穩(wěn)定劑存在下按不 同的方式進(jìn)行聚合。所采用的聚合方法主要有懸浮聚合、微懸浮聚合、乳液聚合、反相聚合、分散聚合等方法。還有一些專利是關(guān)于對(duì)接觸透鏡性能的改進(jìn)，如CN1537249、 CN1902527、 CN191術(shù)8、 CN1436261、 CN1254103、 CN1255068、 CN1321258、 CN1294697。這些專利注重的則是高吸水性樹脂的透氧性、多焦點(diǎn)功能、整體著色功能、透鏡的穩(wěn) 定性、降低配戴透鏡引起的眼睛敏感、配戴的美觀等。上述專利很少關(guān)注接觸透鏡的自身殺菌問題。有些方法雖有所涉及，但采 用輻射本體聚合的方法，對(duì)一般實(shí)驗(yàn)室或企業(yè)較難實(shí)現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗菌作用的透明水凝膠，該透明性水凝膠可應(yīng) 用于諸如接觸眼鏡等許多方面，該透明性水凝膠制造成本低廉、使用安全。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種其制具有抗菌作用的透明水凝膠的方法。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案-一種具有抗菌作用的透明水凝膠，所述的水凝膠為殼聚糖接枝到聚丙烯酸和/或 丙烯酰胺系高吸水性樹脂上的共聚物，其中，殼聚糖的含量為水凝膠總重量的3% 5%。在本發(fā)明的具有抗菌作用的透明水凝膠中，所述的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高 吸水性樹脂為包括丙烯酸和/或丙烯酰胺單體共聚組成的聚合物。在上述的丙烯酸和/或丙烯酰胺單體中，可以有以下三種組合，包括有丙烯酸一種單體；包括有丙烯酰胺一種單體；包括丙烯酸和丙烯酰胺兩種單體，其中，丙烯酸和丙烯酰胺之間的重量比例是任意的。在共聚組成所述的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂的單體中，還可以包 括丙烯酸酯、丙烯酸羥基酯中的一種或幾種的共聚單體，和/或可以包括雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中 的一種或幾種的交聯(lián)單體。在共聚組成所述的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂的單體中，丙烯酸和 /或丙烯酰胺單體的含量為80wt%-100wt%;丙烯酸酯、丙烯酸羥基酯中的一種或幾種 的共聚單體，和/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸 酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交聯(lián)單體含量為0-20wt%。在聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂中所稱的高吸水性樹脂也稱超強(qiáng)吸 水性聚合物(Super absorbent Polymers),簡寫為SAP。它是一種含有羧基、羥基等強(qiáng) 親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的水溶脹型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有機(jī) 溶劑，能夠吸收自身重量的幾百倍甚至上千倍的水，且吸水膨脹后生成的凝膠具有 良好的保水性和耐候性， 一旦吸水膨脹成水凝膠，即使加壓也難以將水分離出來。一般高吸水性樹脂與吸水性樹脂的概念是等同，因此，也可以將聚丙烯酸和/或 丙烯酰胺系高吸水性樹脂稱為聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系吸水性樹脂。但高吸水性樹 脂更強(qiáng)調(diào)樹脂的吸水性，是一種吸水能力特別強(qiáng)的功能高分子材料， 一般的吸水倍 數(shù)在幾百倍甚至上千倍以上。；高吸水性樹脂的吸水率己從上世紀(jì)80年代的百倍提 高到目前的四五千倍。目前世界上占主導(dǎo)地位的是聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂。一種具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法，該方法包括以下的步驟(1) 首先合成聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂，并干燥；(2) 將硝酸鈰銨溶解于殼聚糖水溶液中，其中，殼聚糖水溶液的濃度為4wt% 6wt%，硝酸鈰銨的加入量為相對(duì)于殼聚糖水溶液的0.5% 1.5wt%;(3) 將已干燥的(1)中所述及的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂浸入 (2)中所述及的殼聚糖水溶液，浸入的時(shí)間為24h 30h;(4) 在30 95。C條件下，將(3)中吸附了含有硝酸鈰銨之殼聚糖水溶液的聚 丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂置于紅外輻射箱中引發(fā)聚合，得到共聚物；(5) 將(4)中反應(yīng)后的共聚物用去離子水和三氯甲烷淋洗，即為具有抗菌作 用的透明生物水凝膠。在本發(fā)明的的具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法中，將(4)中反應(yīng)后的共 聚物干燥后繼續(xù)浸入(2)中所述及的殼聚糖水溶液，浸入的時(shí)間為24h 30 h;并 重復(fù)(4) 、 (5)步驟。在本發(fā)明的具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法中，在所述步驟(1)中，單 體中有沒有丙烯酸，就涉及到滴加不滴加NaOH水溶液的問題。單體采用丙烯酸， 或采用以丙烯酸單體為主，或釆用以丙烯酸、丙烯酰胺單體為主，就必須滴加NaOH 水溶液，就是下述的滴加NaOH水溶液，制備聚丙烯酸系(或者聚丙烯酸和丙烯酰 胺系)高吸水性樹脂的方法。單體不采用丙烯酸，而是采用丙烯酰胺，或采用以丙 烯酰胺單體為主、又不采用丙烯酸，就不用滴加NaOH水溶液，就是下述的不用滴 加NaOH水溶液，制備聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂的方法。滴加NaOH水溶液，制備聚丙烯酸系高吸水性樹脂的方法在所述步驟(1)中，是采用包括丙烯酸單體合成聚丙烯酸系(或者聚丙烯酸和 丙烯酰胺系)高吸水性樹脂，在上述單體中滴加NaOH水溶液進(jìn)行中和，中和度為 75%，然后在上述單體中加入過硫酸銨，其中，上述單體的重量份數(shù)和過硫酸銨的重 量份數(shù)比為100: 1，混合均勻后開始升溫至50'C-9(TC，反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠 變?yōu)橥该髂z時(shí)，停止反應(yīng)，合成得到聚丙烯酸系(或者聚丙烯酸和丙烯酰胺系) 高吸水性樹脂。其中，NaOH水溶液的濃度范圍在10 wt %-40 wt %。在所述步驟(1)中，在上述采用包括丙烯酸單體合成聚丙烯酸系高吸水性樹脂中，所采用的單體還包括丙烯酰胺、丙烯酸羥基酯、丙烯酸酯中的一種或幾種的共 聚單體，禾P/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、 N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交聯(lián)單體。其中，丙烯酸(在單體中沒有 丙烯酰胺的情況下)，或者丙烯酸和丙烯酰胺(在單體中有丙烯酰胺的情況下)占 總的單體含量的80wt%-100wt%;丙烯酸酯、丙烯酸羥基酯中的一種或幾種的共聚單 體，和/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交聯(lián)單體占總的單體含量的0-20wt%。也就是 說，若為一種單體，則必須為丙烯酸；若包括其他的上述單體，也是以丙烯酸單體 為主，或以丙烯酸和丙烯酰胺為主。不用滴加NaOH水溶液，制備聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂的方法在所述步驟(1)中，是采用包括丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂，然 后在上述單體中加入過硫酸銨，其中，上述單體的重量份數(shù)和過硫酸銨的重量份數(shù) 比為100: 1，混合均勻后開始升溫至5(TC-卯'C,反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠變?yōu)橥?明凝膠時(shí)，停止反應(yīng)，合成得到聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂。在所述步驟(1)中，合成聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂的單體中，還包括丙烯酸 羥基酯、丙烯酸酯中的一種或幾種的共聚單體，禾B/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸 丁二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交 聯(lián)單體。其中，丙烯酰胺占總的單體含量的80wt%-100wt%;丙烯酸酯、丙烯酸羥基 酯中的一種或幾種的共聚單體，和/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥 甲基丙烷三丙烯酸酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交聯(lián)單體占總的單 體含量的0-20wt%。也就是說，若為一種單體，則必須為丙烯酰胺；若包括其他的上 述單體，也是以丙烯酰胺單體為主，而不包括丙烯酸。在單體和過硫酸銨反應(yīng)中，是在反應(yīng)器中將單體和過硫酸銨混合均勻后，加熱 反應(yīng)物料至5(TC-卯"C。此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)開始放熱時(shí)，注意控制反應(yīng)溫度 在50。C-卯。C之間。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果 在本發(fā)明的具有抗菌作用的透明水凝膠中，聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高分子由 于其骨架上含有大量親水基團(tuán)，因而具有親水性。具有不同交聯(lián)度的交聯(lián)型聚丙烯 酸系樹脂，吸水后不會(huì)溶解，而是溶脹成水凝膠，具有迅速吸收及并保持大量水分 而又不溶于水的優(yōu)越性能。將水溶性的殼聚糖接枝到聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸 水性樹脂上之后，產(chǎn)物為透明狀凝膠。其不僅具有很好保水的性能，同時(shí)具有一定 的抗菌性。在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，此聚合物可具有與生理組織相近的水分含量，且 具有良好的生物相容性，若作為軟性接觸眼鏡將有良好發(fā)展前景。本發(fā)明的合成方法簡單，在硝酸鈰銨作用下，利用紅外線加熱可以使水溶性的 殼聚糖與水溶性的丙烯酸及丙烯酸酯發(fā)生接枝聚合反應(yīng)，也可使水溶性的殼聚糖與 非水溶性的丙烯酸酯發(fā)生接枝聚合反應(yīng)，從而可以使產(chǎn)品中具有兩種化合物的性能。


圖1為實(shí)施例1中使用的聚丙烯酸和丙烯酰胺系高吸水性樹脂的紅外光譜圖。 圖2為殼聚糖的紅外光譜圖。圖3為實(shí)施例1所制備的接枝了殼聚糖的聚丙烯酸和丙烯酰胺系高吸水性樹脂 (即實(shí)施例1所制備的具有抗菌作用的透明水凝膠)的紅外光譜圖。
具體實(shí)施方式
制備具有一定抗菌作用的透明水凝膠的技術(shù)方案包括以下步驟1) 在反應(yīng)器中加入丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸羥基酯、丙烯酰胺中的一種 或幾種的共聚單體(但必須包含丙烯酸和/或丙烯酰胺)及雙丙烯酸乙二 醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、N，N-亞甲基雙丙 烯酰胺的一種或幾種的交聯(lián)單體共100重量份。在上述共聚單體中如果 含有丙烯酸，需要滴加NaOH水溶液進(jìn)行中和，中和度為75%;在上述 共聚單體中如果沒有丙烯酸，直接進(jìn)行步驟2)。2) 然后加入1重量份的過硫酸銨，混合均勻后開始升溫，反應(yīng)溫度在 50。C-90。C之間。3) 升溫反應(yīng)至反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠變?yōu)橥该髂z時(shí)，停止反應(yīng)。4) 將凝膠取出，置于表面皿，切碎置于供箱中干燥。5) 配制不同濃度的殼聚糖水溶液，同時(shí)將硝酸鈰銨溶解于殼聚糖水溶液中。6) 將步驟4)干燥后的聚合物浸入步驟5)的殼聚糖水溶液中，放置24h。7) 將步驟6)的凝膠置于紅外烘箱中，在30-95'C下接枝聚合8h。8) 將接枝聚后的聚合物用去離子水和三氯甲垸反復(fù)淋洗處理掉為反應(yīng)的單 體，即可獲得含有殼聚糖的透明水凝膠。在下 述實(shí)施例中，所得的水凝膠中殼聚糖的含量是采用重量法進(jìn)行測(cè)試的，即 在物質(zhì)總量一定的情況下，通過水和溶劑的抽提，去除未反應(yīng)的殼聚糖的質(zhì)量，獲 得殼聚糖的質(zhì)量、接枝共聚物的質(zhì)量，從而進(jìn)行計(jì)算出水凝膠中殼聚糖的含量。實(shí)施例1在反應(yīng)器中加入IOO重量份的丙烯酸及丙烯酰胺，開動(dòng)電磁攪拌；滴加NaOH水 溶液進(jìn)行中和，中和度為75%。其中，NaOH水溶液的濃度為20 wt%。需要說明的是，在100重量份的丙烯酸及丙烯酰胺中，丙烯酸和丙烯酰胺之間的 重量比例是任意的，在本實(shí)施例l中，丙烯酸和丙烯酰胺的重量比例為1: 1。在反應(yīng)器中加入1重量份的過硫酸銨，混合均勻后開始升溫反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度 在5(TC-卯'C之間。當(dāng)反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠變?yōu)橥该髂z時(shí)，停止反應(yīng)。將凝 膠取出，置于烘箱中干燥，得到聚丙烯酸和丙烯酰胺系高吸水性樹脂。聚丙烯酸和 丙烯酰胺系高吸水性樹脂的紅外光譜圖如圖1所示。配置濃度為5 wt。/。的殼聚糖水溶液，所采用的殼聚糖的紅外光譜如圖2所示。 并同時(shí)加入相對(duì)于殼聚糖水溶液的1 wt。/。的硝酸鈰銨。將稱量過的干燥的聚丙烯酸 和丙烯酰胺系高吸水性樹脂浸入濃度為5 wt。/。的殼聚糖水溶液中放置24h。將凝膠取出，置于紅外烤箱中，在95'C下接枝聚合。將接枝后的聚合物置于去離子水中反復(fù)淋洗，以除去未反應(yīng)的水溶性殼聚糖及丙 烯酸、丙烯酰胺單體，即制成本發(fā)明的具有抗菌作用的透明水凝膠，該水凝膠的紅 外光譜圖如圖3所示。在圖3中，波數(shù)1549左右的譜帶可歸屬羧酸鹽的羰基振動(dòng)；波 數(shù)3408及1084左右的譜帶可分別歸屬于羥基的O—H伸縮和C一OH變形振動(dòng)；表明殼聚糖的存在。此水凝膠中殼聚糖的含量可達(dá)3%，可抑制霉菌滋生。 實(shí)施例2在反應(yīng)器中加入85重量份的丙烯酸，IO重量份的甲基丙烯酸甲酯，5重量份的 N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，開動(dòng)電磁攪拌；滴加NaOH水溶液進(jìn)行中和，中和度為75%。 其中，NaOH水溶液的濃度為20 wt%。在反應(yīng)器中加入1重量份的過硫酸銨，混合均勻后開始升溫反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度 在50'C-9(TC之間。當(dāng)反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠變?yōu)橥该髂z時(shí)，停止反應(yīng)。將凝 膠取出，置于烘箱中干燥。配置濃度為5wt。/。的殼聚糖水溶液，同時(shí)加入相對(duì)于殼聚糖水溶液的1 wty。的硝 酸鈰銨。將稱量過的干燥的聚丙烯酸系高吸水性樹脂浸入濃度為5wty。的殼聚糖水 溶液中放置24h。將凝膠取出，置于紅外烤箱中，在95'C下接枝聚合。將接枝后的聚合物置于去離子水中反復(fù)淋洗，以除去未反應(yīng)的水溶性殼聚糖及丙 烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺單體，即制成本發(fā)明的具有抗菌作 用的透明水凝膠。此水凝膠中殼聚糖的含量可達(dá)3%,可抑制霉菌滋生。 實(shí)施例3在反應(yīng)器中加入85重量份的丙烯酸，IO重量份的丙烯酸羥乙酯，5重量份的雙 丙烯酸乙二醇酯，開動(dòng)電磁攪拌；滴加NaOH水溶液進(jìn)行中和，中和度為75%。其 中，NaOH水溶液的濃度為20 wt%。在反應(yīng)器中加入1重量份的過硫酸銨，混合均勻后開始升溫反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度 在50"C-9(TC之間。當(dāng)反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠變?yōu)橥该髂z時(shí)，停止反應(yīng)。將凝 膠取出，置于烘箱中干燥。配置濃度為5wt。/。的殼聚糖水溶液，同時(shí)加入相對(duì)于殼聚糖水溶液的lwty。的硝 酸鈰銨。將稱量過的干燥的聚丙烯酸系高吸水性樹脂浸入濃度為5 wt。/。的殼聚糖水 溶液中放置24h。將凝膠取出，置于紅外烤箱中，在95'C下接枝聚合。將接枝后的聚合物置于去離子水中反復(fù)淋洗，以除去未反應(yīng)的水溶性殼聚糖及丙 烯酸、丙烯酸羥乙酯、雙丙烯酸乙二醇酯單體，即制成本發(fā)明的具有抗菌作用的透 明水凝膠。此水凝膠中殼聚糖的含量可達(dá)3%，可抑制霉菌滋生。 實(shí)施例4在反應(yīng)器中加入丙烯酰胺及N,N-亞甲基雙丙烯酰胺共100重量份，其中，丙烯 酰胺為85重量份，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺為15重量份；再加入l重量份的過硫酸 銨，混合均勻后開始升溫反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度在5(TC-90'C之間。當(dāng)反應(yīng)混合物由白 色渾濁凝膠變?yōu)橥该髂z時(shí)，停止反應(yīng)。將凝膠取出，置于烘箱中干燥。配置濃度為5 wt。/。的殼聚糖水溶液，同時(shí)加入相對(duì)于殼聚糖水溶液的1 wt。/。的硝 酸鈰銨。將稱量過的干燥的聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂浸入濃度為5 wt"y。的殼聚糖 水溶液中放置24h。將凝膠取出，置于紅外烤箱中，在4(TC下接枝聚合。將接枝后的聚合物置于去離子水中反復(fù)淋洗，以除去未反應(yīng)的水溶性殼聚糖及丙 烯酰胺、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺單體，即制成本發(fā)明的具有抗菌作用的透明水凝膠。 此水凝膠中殼聚糖的含量可達(dá)3%，可抑制霉菌滋生。 實(shí)施例5在反應(yīng)器中加入85重量份的丙烯酰胺，IO重量份的丙烯酸羥乙酯，5重量份的 三羥甲基丙垸三丙烯酸酯，l重量份的過硫酸銨，混合均勻后開始升溫反應(yīng)，控制反 應(yīng)溫度在5(TC-90'C之間。當(dāng)反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠變?yōu)橥该髂z時(shí)，停止反應(yīng)。 將凝膠取出，置于烘箱中干燥。配置濃度為5 wt。/。的殼聚糖水溶液，同時(shí)加入相對(duì)于殼聚糖水溶液的1 wt。/。的硝酸鈰銨。將稱量過的干燥的聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂浸入濃度為5 wty。的殼聚糖 水溶液中放置24h。將凝膠取出，置于紅外烤箱中，在40'C下接枝聚合。將接枝后的聚合物置于去離子水中反復(fù)淋洗，以除去未反應(yīng)的水溶性殼聚糖及丙 烯酰胺、丙烯酸羥乙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯單體，即制成本發(fā)明的具有抗菌 作用的透明水凝膠。此水凝膠中殼聚糖的含量可達(dá)3%，可抑制霉菌滋生。
權(quán)利要求
1. 一種具有抗菌作用的透明水凝膠，其特征在于，所述的水凝膠為殼聚糖接枝到聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂上的共聚物，其中，殼聚糖的含量為水凝膠總重量的3％～5％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗菌作用的透明水凝膠，其特征在于所述的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂為包括丙烯酸和/或丙烯酰胺單體共聚組成的 聚合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有抗菌作用的透明水凝膠，其特征在于在共聚組成所述的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂的單體中，還包括丙烯酸酯、丙烯 酸羥基酯中的一種或幾種的共聚單體，和/或包括雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交聯(lián)單體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有抗菌作用的透明水凝膠，其特征在于在共聚組成所述的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂的單體中，丙烯酸和/或丙烯酰胺單體的含量為80wt%-100wt%;丙烯酸酯、丙烯酸羥基酯中的一種或幾種的共聚單體， 和/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、.N，N-亞甲 基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交聯(lián)單體含量為0-20wt%。
5、 具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法包括以下的步驟(1) 首先合成聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂，并干燥；(2) 將硝酸鈰銨溶解于殼聚糖水溶液中，其中，殼聚糖水溶液的濃度為4wt% 6wt%,硝酸鈰銨的加入量為相對(duì)于殼聚糖水溶液的0.5% 1.5wt%;(3) 將已干燥的(1)中所述及的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂浸入 (2)中所述及的殼聚糖水溶液，浸入的時(shí)間為24h 30h;(4) 在30 95"C條件下，將(3)中吸附了含有硝酸鈰銨之殼聚糖溶液的聚丙 烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂置于紅外輻射箱中引發(fā)聚合，得到共聚物；(5) 將(4)中反應(yīng)后的共聚物用去離子水和三氯甲垸淋洗，即為具有抗菌作 用的透明生物水凝膠。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法，其特征在于， 將(4)中反應(yīng)后的共聚物干燥后繼續(xù)浸入(2)中所述及的殼聚糖水溶液，浸入的 時(shí)間為24h 30h;并重復(fù)(4) 、 (5)步驟。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法，其特征 在于，在所述步驟(1)中，是采用包括丙烯酸單體合成聚丙烯酸系高吸水性樹脂，在上述單體中滴加NaOH水溶液進(jìn)行中和，中和度為75%,然后在上述單體中加入過硫酸銨，其中，上述單體的重量份數(shù)和過硫酸銨的重量份數(shù)比為100: 1,混合均勻后開始升溫至5(TC-9(TC,反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠變?yōu)橥该髂z時(shí)，停止反應(yīng)， 合成得到聚丙烯酸系高吸水性樹脂。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法，其特征在于， 在所述步驟(1)中，合成聚丙烯酸系高吸水性樹脂的單體中，還包括丙烯酰胺、丙 烯酸羥基酯、丙烯酸酯中的一種或幾種的共聚單體，禾B/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙 烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種 的交聯(lián)單體，其中，丙烯酸，或者丙烯酸和丙烯酰胺占總的單體含量的80wt%-100wt%; 丙烯酸酯、丙烯酸羥基酯中的一種或幾種的共聚單體，和/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙 丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾 種的交聯(lián)單體占總的單體含量的0-20wt%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法，其特征 在于，在所述步驟(1)中，是采用包括丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂， 然后在上述單體中加入過硫酸銨，其中，上述單體的重量份數(shù)和過硫酸銨的重量份 數(shù)比為100: 1，混合均勻后開始升溫至50°C-90°C，反應(yīng)混合物由白色渾濁凝膠變?yōu)?透明凝膠時(shí)，停止反應(yīng)，合成得到聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有抗菌作用的透明水凝膠的生產(chǎn)方法，其特征在 于，在所述步驟(1)中，合成聚丙烯酰胺系高吸水性樹脂的單體中，還包括丙烯酸 羥基酯、丙烯酸酯中的一種或幾種的共聚單體，和/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸 丁二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交 聯(lián)單體；其中，丙烯酰胺占總的單體含量的80wt%-100wt%;丙烯酸酯、丙烯酸羥基 酯中的一種或幾種的共聚單體，和/或雙丙烯酸乙二醇酯、雙丙烯酸丁二醇酯、三羥 甲基丙垸三丙烯酸酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種的交聯(lián)單體占總的單 體含量的0-20wt%。
全文摘要
一種具有抗菌作用的透明水凝膠及其制備方法。該水凝膠為殼聚糖接枝到聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂上的共聚物，其中，殼聚糖的含量為水凝膠總重量的3％～5％。其制備方法具(1)合成聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂；(2)將硝酸鈰銨溶解于殼聚糖水溶液中；(3)將聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂浸入殼聚糖溶液；(4)在30～95℃條件下，將吸附了含有硝酸鈰銨之殼聚糖溶液的聚丙烯酸和/或丙烯酰胺系高吸水性樹脂置于紅外輻射箱中引發(fā)聚合，得到共聚物；(5)將共聚物用去離子水和三氯甲烷淋洗，即為具有抗菌作用的透明生物水凝膠。其該水凝膠具有很好保水的性能，并具有一定的抗菌性。作為軟性接觸眼鏡將有良好發(fā)展前景。
文檔編號(hào)C08J3/075GK101280048SQ20081011248
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者何江川, 薇 劉, 姜紫鵬, 李若慧, 程艷玲, 飛 謝, 馬榴強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院