聚（3-环己基丙酸烯丙酯）纳米刷的制备方法技术

本发明专利技术属于材料表面改性技术领域，公开了聚(3

【技术实现步骤摘要】
聚(3
‑
环己基丙酸烯丙酯)纳米刷的制备方法


[0001]本专利技术属于材料表面改性
，特别涉及聚(3
‑
环己基丙酸烯丙酯)纳米刷的制备方法。

技术介绍

[0002]玻璃材料在医药、建筑、纺织、消杀等领域具有广泛的应用，是科学技术和日常生活中的重要材料。有些领域在实际应用当中对材料的疏水性要求很高。在医药行业，医用注射制剂大多由玻璃器皿保存，玻璃由于材料表面的亲水性导致药品制剂对玻璃表面进行腐蚀或者成分置换，不利于药品制剂的稳定；泪液里蛋白、细菌等在隐形眼镜表面的吸附会造成镜面腐蚀而刮伤眼角膜，导致眼睛刺激流泪、角膜发炎；在生物技术研究中，亲水性会带来核糖核酸等生物大分子的非特异性吸附，如抗体或抗原在96孔板的吸附会导致检测精度下降，核酸在色谱玻璃介质上的非特异性吸附会导致样品失活和损失，需要通过改性使其疏水性得到进一步提高；疏水作用是材料对杂质非特异性吸附的最主要因素(Journal of colloid and interfaceScience,1989，132:176
‑
187)，增加材料的疏水性将会大大降低杂质的吸附量，因此对亲水材料进行表面疏水改性是一种降低杂质非特异性吸附的理想方法。其中应用较为广泛的表面疏水性改性方法有聚丙烯酸薄膜、聚乙烯醇薄膜等。中国专利申请201810526820.2中所公开的聚丙烯酸薄膜利用静电纺丝和溶剂蒸汽处理制备纳米改性薄膜，具有形貌完整，孔径结构分布均一等特点，但其制备方法要求较高，疏水性较差，且改性薄膜在表面稳定性不高等问题限制了其应用。中国专利申请202110349918.7公开的聚乙烯醇薄膜强度较低，实用性较低。聚苯乙烯薄膜相比其他几种方法具有结构可控，没有交联剂残留，疏水性较好等优点，中国专利申请201110155872.1中所公开的氧化还原方法在玻璃表面接枝聚合物的方法可以在玻璃表面接枝高疏水性的聚苯乙烯薄膜，但其不足点在于苯乙烯味道难闻、稳定性差、且分子量和薄膜厚度控制性不好等缺点，限制了其应用。

技术实现思路

[0003]针对以上各种表面改性技术所面临的问题，本专利技术采用聚合物纳米刷来取代以往的薄膜材料，解决了薄膜体系可控性差、疏水性低、味道难闻、稳定性弱的问题。在现有的聚合物材料纳米刷技术中，大多是以甲醛作为交联剂固化作为纳米刷基材，也出现了部分以多醛类化合物作为交联剂的研究，但这部分研究都采用了毒性较大的助剂。本专利技术以表面接枝聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)为纳米刷基材主体，取代了传统的合成类化合物，无交联剂和助剂，大大降低了由交联剂和助剂所带来的毒性，原料生物相容性高，气味怡人，成功制备出了聚合物材料纳米刷来改进材料表面的疏水性，这也是第一次成功合成聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)薄膜。
[0004]本专利技术的目的在于提供一种聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)纳米刷的制备方法，采用简单的工艺，以生物相容性高的单体，通过表面接枝原子转移自由基聚合，获得良好的可控厚度和物理性质的疏水性纳米刷效果，解决了现有工艺复杂，污染重，难于实现工业化生产的
缺陷，避免甲醛等交联剂或者助剂等有毒物质。
[0005]聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)纳米刷的制备方法，其特征包括如下步骤：
[0006](1)将基板表面进行处理，并在基板上接枝原子转移自由基聚合引发剂；
[0007]切割好的玻璃样品先用浓硫酸浸泡，再用氢氧化钠溶液浸泡，取出，去离子水洗涤后用氮气流吹干；
[0008]然后将玻璃片浸入苯/乙醇混合物中，取出，乙醇洗净，真空干燥，将玻璃样品放入装有冷凝器的烧瓶中；
[0009]再将引发剂和吡啶的混合物混入二氯甲烷中并添加到烧瓶中，在惰性氮气氛保护下加热回流，然后将玻璃片基板取出，在超声波浴中用二氯甲烷和四氢呋喃超声，用乙醇萃取以完全去除未反应的原料，真空干燥；
[0010](2)加入3
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环己基丙酸烯丙酯单体和原子转移自由基聚合助剂；
[0011]将步骤(1)处理后的玻璃片置于装有夹套的三颈烧瓶中，向其中加入含有以下成分的混合物：3
‑
环己基丙酸烯丙酯单体，原子转移自由基聚合助剂溴化亚铜和三(2
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吡啶基甲基)胺和溶剂二甲基甲酰胺；
[0012](3)将步骤(2)所得的物质先用冷冻
‑
解冻
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冷冻方法脱气，然后在惰性气体保护条件下，将温度升高至65
‑
75℃恒温反应3
‑
15小时，可以得到聚(3
‑
环己基丙酸烯丙酯)纳米刷。
[0013]进一步地，
[0014]步骤(1)中，浓硫酸浸泡的时间为2小时；氢氧化钠溶液浸泡的时间为15分钟，氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L；
[0015]苯/乙醇混合物中，苯和乙醇的体积比为2:1，浸入时间为8小时；
[0016]所述引发剂为2
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溴异丁酰溴；2
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溴异丁酰溴与吡啶的混合物、二氯甲烷的用量比为0.1g：4g，其中，2
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溴异丁酰溴：吡啶的质量比为1:1。
[0017]加热回流的温度为58℃，时间为1小时；
[0018]在超声波浴中用二氯甲烷和四氢呋喃超声时间为10分钟，
[0019]用乙醇萃取时间为5小时；
[0020]所述真空干燥的温度均为80℃，时间为24小时。
[0021]进一步地，步骤(2)中，3
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环己基丙酸烯丙酯单体、溴化亚铜、三(2
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吡啶基甲基)胺和二甲基甲酰胺的用量比例为：0.06mol：0.20mmol：0.40mmol：0.20mol；
[0022]本专利技术制备的以聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)为基材的纳米刷，包括玻璃片和聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)，其中，聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)的厚度为2
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20nm。
[0023]将本专利技术制备的以聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)为基材的纳米刷用于制备疏水性薄膜。
[0024]本专利技术以原子转移自由基聚合反应形成纳米刷，在基板表面改性接枝引发剂，采用原子转移自由基聚合法制备以聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)分子长链，在加热作用下聚合物单体在基板表面上发生聚合形成聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)纳米刷。原子转移自由基聚合法原理如下：3
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环己基丙酸烯丙酯单体具有碳碳双键基团，使用了2
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溴异丁酰溴作引发剂，聚合助剂中溴化亚铜作为催化剂，三(2
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吡啶基甲基)胺作为助催化剂，单体在基板上被引发剂引发聚合，由原子转移自由基聚合助剂辅助，有效地抑止了自由基双基终止反应，形成可
休眠的活性种参与反应，整体形成一个活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)纳米刷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将基板表面进行处理，并在基板上接枝原子转移自由基聚合引发剂；切割好的玻璃样品先用浓硫酸浸泡，再用氢氧化钠溶液浸泡，取出，去离子水洗涤后用氮气流吹干；然后将玻璃片浸入苯/乙醇混合物中，取出，乙醇洗净，真空干燥，将玻璃样品放入装有冷凝器的烧瓶中；再将引发剂和吡啶的混合物混入二氯甲烷中并添加到烧瓶中，在惰性氮气氛保护下加热回流，然后将玻璃片基板取出，在超声波浴中用二氯甲烷和四氢呋喃超声，用乙醇萃取以完全去除未反应的原料，真空干燥；(2)加入3
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环己基丙酸烯丙酯单体和原子转移自由基聚合助剂；将步骤(1)处理后的玻璃片置于装有夹套的三颈烧瓶中，向其中加入含有以下成分的混合物：3
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环己基丙酸烯丙酯单体，原子转移自由基聚合助剂溴化亚铜和三(2
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吡啶基甲基)胺和溶剂二甲基甲酰胺；(3)将步骤(2)所得的物质先用冷冻
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解冻
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冷冻方法脱气，然后在惰性气体保护条件下，将温度升高至65
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75℃恒温反应3
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15小时，可以得到聚(3
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环己基丙酸烯丙酯)纳米刷。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，浓硫酸浸泡的时间为2小时；氢氧化钠溶液浸泡的时间为15分钟，氢氧化钠溶液的浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐力，褚子菡，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：