一种油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶的制备方法与流程

本发明属于生物医用材料，具体涉及一种油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶的制备方法。

背景技术：

1、水凝胶是由共价键或其他物理相互作用交联的具有三维网状结构的高分子材料，由于其含有羧基、羟基、酰胺基、氨基等亲水性基团，水凝胶具有能够显著的被水溶胀但不溶解于水的特点，可以在水中或者其他分散介质中通过水合作用吸收大量液体呈现凝胶态，并且在一定压力下保持水分和自身形态，在可穿戴柔性传感器的研究方面具有巨大的潜力。水凝胶通常采用化学试剂合成，缺少功能活性。人工合成的水凝胶通常更是存在凝胶强度低、韧性差和吸水速度慢等缺点，无法满足使用的要求。

2、海藻酸钠是一种广泛应用于生物医学领域的多糖，由聚-β-1,4-二氨基苯甲酸(m单位)和α-1,4-l-葡萄糖醛酸(g单位)按不同比例组成，具有良好的生物相容性和生物降解性，无毒、能够凝胶化，且热稳定性好，被广泛应用到生物医药、组织工程、医用敷料等领域。海藻酸钠分子中的钠离子很容易与其他二价阳离子交换离子，迅速地形成三维网状结构水凝胶，无毒无味，生物相容性和生态友好性方面也都比较突出。同时海藻酸钠及其衍生物还具备来源广泛、价格低廉、制备工艺简单、可再生等优势。但是单一的海藻酸钠水凝胶，力学性能较差，极大地限制了其发展应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述技术问题，通过共混-离子交联法制备得到一种油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶，兼具良好的力学性能、保湿性能和较好的溶胀性。

2、本发明技术方案中油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液混合均匀，倒入模具中静置，再加入离子交换剂溶液进行交联反应。

3、油茶皂素是一类天然糖苷化合物，基本结构由疏水性的苷元、亲水性的糖体以及有机酸3个部分组成，在三萜骨架苷元基础上连接不同的糖体和有机酸，形成上百种不同结构的茶皂素。油茶皂素具有较强的水分子亲和力、抗氧化性和良好的化学稳定性，将其引入到海藻酸钠复合水凝胶中，糖基以及羧基能通过氢键以及分子间作用力与海藻酸钠发生反应，使水凝胶整体密度增大，聚合物缠结更加紧密，水分子进入后能更好的保留在网络体系中，有效改善海藻酸钠水凝胶的机械强度，提高其延展性能，同时赋予水凝胶更好的抑菌防腐的作用。

4、进一步地，油茶皂素溶液的质量浓度为4～10％。

5、作为优选，油茶皂素溶液的溶剂为水。

6、进一步地，海藻酸钠溶液的质量浓度为1～5％。

7、进一步地，海藻酸钠溶液是将海藻酸钠加入水中，在50～80℃水浴搅拌30～60min得到。

8、进一步地，油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液的体积比为1:2～4。

9、作为优选，油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液混合均匀后在模具中静置8～15h，以去除气泡。

10、进一步地，离子交换剂溶液为钙离子溶液、锌离子溶液、钡离子溶液中的一种或多种。

11、进一步地，离子交换剂溶液的质量浓度为1～5％。

12、进一步地，离子交换剂溶液的体积为油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液体积和的1.0～1.5倍。

13、进一步地，交联反应是在20～30℃下反应5～10h。

14、作为优选，交联反应后水凝胶在3～5℃冷藏保存。

15、本发明还提供一种油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶，由上述油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶的制备方法制备得到。

16、相比现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：

17、(1)以油茶皂素为功能助剂，通过共混-离子交联法制备得到一种含有油茶皂素的海藻酸钠复合水凝胶，兼具良好的力学性能、保湿性能和较好的溶胀性；

18、(2)油茶皂素中含有丰富的甘油基团，可以提供较强的水分子亲和力，通过氢键作用促进离子交换过程，以较低的生产成本快速制备得到油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶；

19、(3)油茶皂素有良好的化学稳定性，糖基以及羧基能通过氢键以及分子间作用力与海藻酸钠发生反应，引入到海藻酸钠水凝胶中，可以增加水凝胶结构的致密程度，提高水凝胶的机械弹性和力学性能；

20、(4)油茶皂素有良好的抗氧化性，引入到海藻酸钠水凝胶中，所得复合水凝胶的致密结构，可以有效改善海藻酸钠水凝胶的保水率，在水果保鲜方面赋予水凝胶更好的抑菌防腐的作用；

21、(5)本发明海油茶皂素改性藻酸钠水凝胶的制备方法简单高效，适宜于工业化大规模应用。

技术特征：

1.一种油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液混合均匀，倒入模具中静置，再加入离子交换剂溶液进行交联反应。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，油茶皂素溶液的质量浓度为4～10％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，海藻酸钠溶液的质量浓度为1～5％。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，海藻酸钠溶液是将海藻酸钠加入水中，在50～80℃水浴搅拌30～60min得到。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液的体积比为1:2～4。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，离子交换剂溶液为钙离子溶液、锌离子溶液、钡离子溶液中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，离子交换剂溶液的质量浓度为1～5％。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，离子交换剂溶液的体积为油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液体积和的1.0～1.5倍。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，交联反应是在20～30℃下反应5～10h。

10.一种油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶，其特征在于，由权利要求1所述的制备方法制备得到。

技术总结
本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶的制备方法。所述油茶皂素改性海藻酸钠水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液混合均匀，倒入模具中静置，再加入离子交换剂溶液进行交联反应；离子交换剂溶液为钙离子溶液、锌离子溶液、钡离子溶液中的一种或多种，离子交换剂溶液的体积为油茶皂素溶液和海藻酸钠溶液体积和的1.0～1.5倍。以油茶皂素为功能助剂，通过共混‑离子交联法制备得到一种含有油茶皂素的海藻酸钠复合水凝胶，兼具良好的力学性能、保湿性能和较好的溶胀性。

技术研发人员：胡立松,饶红丹,方学智,杜孟浩,罗凡,魏祯倩
受保护的技术使用者：中国林业科学研究院亚热带林业研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5