一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷及其表面修饰制造技术

本发明专利技术公开了一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷及其表面修饰，采用下述步骤制备而成：S1)、将聚二甲基硅氧烷的聚合前体、用于所述聚合前体交联反应的交联剂和具有引发活性的引发剂按10：1：0.05‑2的质量比混合均匀；S2)、将上述步骤S1)得到的混合物置于45‑100℃的温度条件下热处理1‑8小时；S3)、得到所述表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷，其中，所述引发剂键合在所述聚二甲基硅氧烷的表面；本发明专利技术在实现了对PDMS良好的表面改性效果的前提下，表面改性效果均一性佳，机械性能好，同时本发明专利技术的制备方法耗时短，生产效率高，制备过程环保，成本低，利于推广应用。

Polymethylsiloxane with surface initiated activity and its surface modification

The invention discloses a polydimethylsiloxane with initiating activity on the surface and a surface modification thereof, which is prepared by the following steps: S1), a polymeric precursor of polydimethylsiloxane, a crosslinking agent for the crosslinking reaction of the polymeric precursor and an initiator with initiating activity are uniformly mixed according to the mass ratio of 10:1:0.05_2. The mixture obtained by putting the initiator on the surface of the polydimethylsiloxane is bonded to the surface of the polydimethylsiloxane, and the surface modification effect of the present invention is good for PDMS. Under the precondition, the surface modification effect is uniform, the mechanical property is good, and the preparation method of the invention has the advantages of short time-consuming, high production efficiency, environmental protection in the preparation process, low cost, and is favorable for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷及其表面修饰
本专利技术属于生物医学领域，具体涉及了一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷，本专利技术该涉及了该表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷的表面修饰。
技术介绍
聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料因其具有良好的化学稳定性、弹性、无毒和生物相容性等优点，被广泛的应用于生物医学领域。然而，PDMS材料表面通常具有较高的疏水性，使其在蛋白芯片等领域的应用受到极大的限制。因此，找到一种有效的方法能对PDMS表面进行修饰，使其具有稳定的特异性能，显得尤为重要。现有技术中对PDMS表面进行改性常用的方法主要分为物理方法和化学方法两大类：一、物理方法主要是通过等离子体处理、紫外臭氧辐射处理等手段，使PDMS表面发生氧化或交联等作用，改变了表面的化学结构，从而其表面性能也得到相应改善。但等离子体处理只是暂时性的方法，处理过的PDMS几个小时后会恢复到之前的状态，并且对材料表面会产生物理性破坏；而紫外臭氧辐射处理对PDMS材料表面的损伤比较小，并且表面性能稳定，可以较长时间保持，但会影响材料的光学性能，并加速材料老化。二、化学方法主要包括表面活性剂处理和接枝共聚处理。前者是通过物理吸附的方式把表面活性剂固定在PDMS表面，从而改变材料表面的润湿性。这种方法简单、方便、快速，但不够稳定，吸附的表面活性剂容易被洗掉。接枝共聚是利用高能物质辐射(紫外光、等离子等)或强氧化剂、强酸引发化学物质在PDMS表面接枝聚合，以达到改变材料的表面性能的目的。这种方法修饰的PDMS表面性能稳定，可以较长时间保存。但缺点是操作复杂，不同的化学物质其接枝聚合的方法也不同，高能辐射可能会引起材料物理损坏，对材料的表面形态和机械性能有一定影响。这些常用的PDMS表面修饰的方法原理各不相同，虽然都可以达到对材料表面改性的目的，但是各种方法都存在一定的缺陷和制约。与本专利技术最接近的现有技术是授权公告号为CN101265329B的中国专利技术专利公开了一种表面带引发剂的聚二甲基硅氧烷，采用硅氢键合交联成型的聚二甲基硅氧烷，表面含有0.01-1At％的2-溴-2-甲基丙酸10-十一碳烯基酯，具体是通过将高分子前体、交联剂、带烯末端引发剂按照重量比10:1:4-0.01混合，放置6-24小时而形成的。虽然该技术方案实现了对PDMS良好的表面改性效果，但是其采用的制备方法周期时间长，制备条件复杂且需要使用甲醇和联吡啶，制备过程不环保；此外，本申请人还发现经CN101265329B制备方法得到的经表面修饰的聚二甲基硅氧烷在功能均一性上以及抗拉伸性均较差，不利于该产品的实际推广应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷及其表面修饰，在实现了对PDMS良好的表面改性效果的前提下，表面改性效果均一性佳，机械性能好，同时本专利技术的制备方法耗时短，生产效率高，制备过程环保，成本低，利于推广应用。本专利技术采用的技术方案如下：一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷，采用下述步骤制备而成：S1)、将聚二甲基硅氧烷的聚合前体、用于所述聚合前体交联反应的交联剂和具有引发活性的引发剂按10：1：0.05-2的质量比混合均匀；S2)、将上述步骤S1)得到的混合物置于45-100℃的温度条件下热处理1-8小时；S3)、得到所述表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷，其中，所述引发剂键合在所述聚二甲基硅氧烷的表面。优选地，所述引发剂采用2-溴-2-甲基丙酸烯丙酯。优选地，所述聚合前体采用含双键的聚甲基硅氧烷或四(三甲硅烷氧基)硅或两者的混合；所述交联剂采用双键封端的聚甲基硅氧烷、含硅氢键的多官能度聚甲基硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的任意一种或几种的混合。优选地，在所述步骤S1)中，还添加有铂系催化剂。优选地，在所述步骤S2)中，在将所述混合物平铺在表面平整的模具中后置于45-100℃的温度条件下热处理1-8小时，所述表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷呈薄膜状。优选地，在所述步骤S2)中，将上述步骤S1)得到的混合物置于60-90℃的温度条件下热处理2-5小时。优选地，在所述步骤S3)中，键合在所述聚二甲基硅氧烷的表面的引发剂占聚二甲基硅氧烷的质量比范围在0.01-1％。优选地，一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷的表面修饰，其中，在上述表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷的表面接枝聚合高分子单体，得到经表面修饰的聚二甲基硅氧烷。优选地，所述高分子单体为聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯，所述经表面修饰的聚二甲基硅氧烷的表面水接触角为30-100°。优选地，所述经表面修饰的聚二甲基硅氧烷呈透明状；所述接枝聚合具体包括如下步骤：A10)、预先配置反应液；A20)、在惰性气体保护氛围下，所述表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷与反应液进行接枝聚合反应，完成表面修饰；A30)、清洗、干燥后得到经表面修饰的聚二甲基硅氧烷；其中，所述反应液是由高分子单体、二水合氯化铜、催化剂、抗坏血酸和水组成。优选地，在所述步骤A20)中，所述接枝聚合反应的时间为0.5-8小时。本专利技术的优点：1、本领域技术人员根据CN101265329B记载以及结合公知常识通常认为，将引发剂通过共价键键合PDMS表面的过程需要在常温下进行，不能在加热温度条件下进行，因为在加热条件下会使得引发剂的引发活性提前释放，而导致在后续对其进行表面化学修饰时失去引发活性，导致表面化学修饰效果不佳，因而CN101265329B选择在室温下将制备原料放置长时间(实施例为24小时)来完成引发剂在其表面的键合过程，而本专利技术克服该技术偏见，特别提出将用于制备表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷的原料混合后置于45-100℃的温度条件下热处理1-8小时，申请人发现经该条件下的热作用处理后使得引发剂能够均匀、稳定地键合在聚二甲基硅氧烷的表面，而且表面引发活性效果均一性更佳，同时可以明显缩短引发剂键合在PDMS表面的时间；更重要的是，本专利技术将该经热处理后的表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷进行表面修饰后，同样可以获得良好接枝聚合效果使PDMS表面具有官能团，而且其表面修饰功能的均一性更佳、稳定性更好，抗拉伸强度更大；2、在上述第1点基础上，本专利技术还进一步提出针对后续进行表面修饰的方法，接枝聚合中的反应液采用了抗坏血酸，避免了甲醇和联吡啶的使用，不仅制备过程环保而且简化了实验条件，同时本专利技术还惊喜地发现本专利技术提供的反应液更利于接枝聚合反应，获得了更好、表面性能修饰效果更加均匀对PDMS的表面修饰效果；同时，更重要的是，经本专利技术提供的表面修饰方法制得的PDMS产品仍然保持呈透明状，本专利技术透明状的产品不会干扰其在后续应用进行光学测试的检测信号，而CN101265329B提供的化学修饰方法会使得产品颜色由透明色转为白色，因而会对光学测试造成影响；3、在上述第2点基础上，本专利技术经本专利技术提供的表面修饰方法制得的PDMS产品表面略有粘性，利于后续进行批量覆保护膜封装处理，节省封装时间和成本；而CN101265329B提供的化学修饰方法会使得产品表面变得光滑无粘性，给后续进行覆膜封装造成一些难度；4、本专利技术还特别提出采用2-溴-2-甲基丙酸烯丙酯作为引发剂，相对于CN101265329B的2-溴-2-甲基丙酸10-十一碳烯基酯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷，其特征在于，采用下述步骤制备而成：S1)、将聚二甲基硅氧烷的聚合前体、用于所述聚合前体交联反应的交联剂和具有引发活性的引发剂按10：1：0.05‑2的质量比混合均匀；S2)、将上述步骤S1)得到的混合物置于45‑100℃的温度条件下热处理1‑8小时；S3)、得到所述表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷，其中，所述引发剂键合在所述聚二甲基硅氧烷的表面。

【技术特征摘要】
1.一种表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷，其特征在于，采用下述步骤制备而成：S1)、将聚二甲基硅氧烷的聚合前体、用于所述聚合前体交联反应的交联剂和具有引发活性的引发剂按10：1：0.05-2的质量比混合均匀；S2)、将上述步骤S1)得到的混合物置于45-100℃的温度条件下热处理1-8小时；S3)、得到所述表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷，其中，所述引发剂键合在所述聚二甲基硅氧烷的表面。2.如权利要求1所述的表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述引发剂采用2-溴-2-甲基丙酸烯丙酯。3.如权利要求1或2所述的表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述聚合前体采用含双键的聚甲基硅氧烷或四(三甲硅烷氧基)硅或两者的混合；所述交联剂采用双键封端的聚甲基硅氧烷、含硅氢键的多官能度聚甲基硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的任意一种或几种的混合。4.如权利要求1或2所述的表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1)中，还添加有铂系催化剂。5.如权利要求1或2所述的表面具有引发活性的聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2)中，在将所述混合物平铺在表面平整的模具中后置于45-100℃的温度条件下热处理1-8小时，所述表面具有引发活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘望龙，
申请(专利权)人：上海萨迦生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31