一种纤维素基超吸水海绵材料的制备方法及其用途

专利2026-07-06  12


本发明涉及一种纤维素基超吸水海绵的制备方法,属于功能高分子材料和生物医学材料领域。


背景技术:

1、在战争或意外事故中,大量失血可能导致休克、体温过低和酸中毒等,无法控制出血是导致死亡的主要原因。止血剂和止血敷料能促进血液凝结,止住持续出血,从而有效预防死亡。纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子,是取之不尽用之不竭的,人类最宝贵的天然可再生资源。纤维素具有多种特性,如生物相容性、生物降解性、优良的止血性能和促进伤口愈合。而纤维素的止血作用受其结构的影响较大。沸石是一种广泛应用于大出血治疗的无机化合物,因其多孔结构和优异的吸收性然而,它的副作用,如严重的热组织损伤限制了它的应用。

2、高吸水性聚合物和水凝胶因其高溶胀能力和潜在的止血能力而引起了广泛关注。纤维素及其衍生物是一种绿色环保的生物质资源,易于改性、具有良好的生物相容性和降解性,常用作水凝胶的重要组成原料。以纤维素及其衍生物为原料制备的高吸水性聚合物具有良好的吸收性能和潜在的止血能力,是一种很有前途的止血材料。如何将天然高分子止血材料与无机止血材料复合制备快速吸收和凝血刺激的二元协同止血材料,成为研究的重点。


技术实现思路

0、
技术实现要素:

1、为解决上述技术问题,本发明的目的是提出一种纤维素基超吸水海绵材料的制备方法及其用途。

2、本发明是通过以下技术方案实现的:

3、一种纤维素基超吸水海绵材料的制备方法,其包括如下步骤:

4、将醋酸纤维素和正硅酸四乙酯加入四氢呋喃和甲酰胺混合溶剂中,溶解后,调节ph值至5~7,得到醋酸纤维素/正硅酸四乙酯溶液;

5、在所述醋酸纤维素/正硅酸四乙酯溶液中加入甘油,在40~60℃下均质成乳液,将所述在-50~-10℃下进行淬火后,先用冰水混合物洗涤除去四氢呋喃和甲酰胺混合溶剂,再经过naoh/乙醇溶液浸泡、蒸馏水洗涤、冷冻干燥,得到纤维素/sio2复合微球;

6、将所述纤维素/sio2复合微球进行煅烧,得到介孔sio2微球;

7、将硝酸铈铵溶解在硝酸中,加入纤维素纳米纤维和所述介孔sio2微球,搅拌分散,得到分散液a;将丙烯酸和n,n’-亚甲基双丙烯酰胺加入硝酸中,得到反应液b;

8、将所述反应液b加入分散液a中,在40~50℃下进行反应后,用蒸馏水、丙酮反复洗涤,再经过冷冻干燥,得到纤维素纳米纤维接枝聚丙烯酸/sio2复合材料,即所述纤维素基超吸水海绵材料。

9、作为优选方案,所述醋酸纤维素/正硅酸四乙酯溶液中,醋酸纤维素的质量浓度为1~4%,正硅酸四乙酯的质量浓度为0.5~1%,四氢呋喃和甲酰胺的质量比为(3~5):(1~2)。

10、作为优选方案,所述乳液中,甘油与醋酸纤维素/正硅酸四乙酯溶液的质量比为(3~6):(1~2)。

11、作为优选方案,所述均质的搅拌速度为10000~15000r/min。

12、作为优选方案,所述淬火的时间3~5h;所述naoh/乙醇溶液的浓度为0.05~0.1mol/l。

13、作为优选方案,所述煅烧的温度为400~600℃,时间为3~5h。

14、作为优选方案,所述分散液a中,纤维素纳米纤维和介孔sio2微球的质量比为(3~4):(1~2);所述反应液b中,丙烯酸和n,n’-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为(200~500):(1~2)。

15、一种由前述的制备方法得到纤维素基超吸水海绵在止血材料中的用途。

16、本发明的机理在于:

17、配制醋酸纤维素溶液,加入正硅酸四乙酯,在酸性条件下使正硅酸四乙酯水解得到二氧化硅。加入甘油,均质机搅拌,通过自乳化形成乳液,冷冻干燥,去除甘油和水,得到纤维素/sio2复合微球。将复合微球煅烧得到介孔sio2微球。

18、以硝酸铈铵为引发剂、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用异相聚合方法将丙烯酸接枝到纤维素纳米纤维素上,并与介孔sio2复合,洗涤、冷冻干燥得到纤维素纳米纤维接枝聚丙烯酸/sio2复合材料。

19、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

20、1)将丙烯酸接枝到纤维素纳米纤维上,利用纤维素纳米纤维的高孔隙率和大比表面积、利用聚丙烯酸的高吸水性,从而大大提高了海绵材料的止血性能;

21、2)利用sio2微球的介孔,大大提高了复合海绵的孔隙率和比表面积。将纤维素纳米纤维接枝聚丙烯酸和介孔sio2微球复合,最后通过冷冻干燥,得到海绵状复合材料,利用海绵结构的高吸水性和高孔隙率结构,以及各材料之间的协效作用,可快速吸收血浆,从而促进血液在伤口表面凝结,提高止血性能。



技术特征:

1.一种纤维素基超吸水海绵材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的纤维素基超吸水海绵材料的制备方法,其特征在于,所述醋酸纤维素/正硅酸四乙酯溶液中,醋酸纤维素的质量浓度为1~4%,正硅酸四乙酯的质量浓度为0.5~1%,四氢呋喃和甲酰胺的质量比为(3~5):(1~2)。

3.如权利要求1所述的纤维素基超吸水海绵材料的制备方法,其特征在于,所述乳液中,甘油与醋酸纤维素/正硅酸四乙酯溶液的质量比为(3~6):(1~2)。

4.如权利要求1所述的纤维素基超吸水海绵材料的制备方法,其特征在于,所述均质的搅拌速度为10000~15000r/min。

5.如权利要求1所述的纤维素基超吸水海绵材料的制备方法,其特征在于,所述淬火的时间3~5h;所述naoh/乙醇溶液的浓度为0.05~0.1mol/l。

6.如权利要求1所述的纤维素基超吸水海绵材料的制备方法,其特征在于,所述煅烧的温度为400~600℃,时间为3~5h。

7.如权利要求1所述的纤维素基超吸水海绵材料的制备方法,其特征在于,所述分散液a中,纤维素纳米纤维和介孔sio2微球的质量比为(3~4):(1~2);所述反应液b中,丙烯酸和n,n’-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为(200~500):(1~2)。

8.一种由权利要求1所述的制备方法得到纤维素基超吸水海绵在止血材料中的用途。


技术总结
本发明公开了一种纤维素基超吸水海绵的制备方法。具体步骤包括:配制醋酸纤维素溶液,加入正硅酸四乙酯和甘油均质机搅拌,通过自乳化形成乳液,冷冻干燥,去除甘油和水,得到纤维素/SiO<subgt;2</subgt;复合微球。将复合微球煅烧得到介孔SiO<subgt;2</subgt;微球。以硝酸铈铵为引发剂、N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用异相聚合方法将丙烯酸接枝到纤维素纳米纤维素上,并与介孔SiO<subgt;2</subgt;复合,洗涤、冷冻干燥得到纤维素纳米纤维接枝聚丙烯酸/SiO<subgt;2</subgt;复合材料。利用纤维素纳米纤维接枝丙烯酸和介孔SiO<subgt;2</subgt;之间的协效作用,可快速吸收血浆,从而促进血液在伤口表面凝结,提高止血性能。

技术研发人员:刘瑞来,刘雪凤,刘俊劭,林皓,穆寄林,吴惠民,胡家朋,赵瑨云,蔡运驰
受保护的技术使用者:武夷学院
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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