儿茶酚基聚合物-金属复合水凝胶的制备及性能

高分子材料科学与工程, 2016, 32(5): 156-166. doi: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.05.030

儿茶酚基聚合物-金属复合水凝胶的制备及性能

施冬健 ^1, , 汪飞 ^2, , 刘蓉瑾 ^3, , 陈明清 ^4,

1.江南大学食品胶体与生物技术教育部重点实验化学与材料工程学院,江苏无锡,214122

2.江南大学食品胶体与生物技术教育部重点实验化学与材料工程学院,江苏无锡,214122

3.江南大学食品胶体与生物技术教育部重点实验化学与材料工程学院,江苏无锡,214122

4.江南大学食品胶体与生物技术教育部重点实验化学与材料工程学院,江苏无锡,214122

基金项目: 中央高校科技自主项目(JUSRP51408B) 国家自然科学基金资助项目(51173072)

关键词：聚乙烯醇 , 3,4-二羟基苯丙氨酸 , 配位作用 , 自修复

Preparation and Properties of Catechol-Metal Complexation Hydrogels

Keywords： poly(vinyl alcohol) , 3,4-dihydroxyphenylalanine , coordination , self-healing

儿茶酚基化合物具有化学多功能性,易与过渡金属(如Fe3+)形成有效的配位化合物,在医疗、分析及环境领域具有广阔的应用前景.文中以聚乙烯醇为原料,用含儿茶酚基的3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)修饰改性聚乙烯醇(PVA),得到聚合物PVA-DOPA,再通过儿茶酚基的氧化络合能力与Fe3+等金属离子作用,制备具有pH响应性的非共价键交联金属复合水凝胶,其结构与组成用核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱等进行表征.流变分析PVA-DOPA与金属离子络合水凝胶的储能模量约为21000Pa;当频率不变时,通过检测水凝胶的储能模量随振幅振荡力的变化,证明制得的水凝胶具有自修复性.此外,PVA-DOPA与金属离子的络合能力具有很强的pH依赖性,碱性介质中DOPA与金属离子形成三配位;而酸性或中性介质中,则为一/二配位,因而,可实现PVA-DOPA与金属离子络合的pH响应可逆性.这种聚合物及其凝胶有望应用于涂层、吸附分离和生物医药领域.

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