儿茶酚基聚合物-金属复合水凝胶的制备及性能

摘要

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p H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p H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p H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。