一种聚苯乙烯材料表面亲水改性的方法技术

技术编号:9714910 阅读:339 留言:0更新日期:2014-02-27 00:54
本发明专利技术涉及聚苯乙烯材料表面亲水改性领域,特别涉及一种超大孔聚苯乙烯微球表面亲水改性的方法。首先通过三步化学反应在聚苯乙烯材料表面偶联自由基聚合引发剂4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸),然后引发醋酸乙烯酯和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺进行溶液聚合,可在聚苯乙烯材料表面接枝一层交联的聚醋酸乙烯酯聚合物层,进一步醇解后可得到亲水的交联聚乙烯醇凝胶层。本发明专利技术的优点是操作简单、条件温和,改性后聚苯乙烯材料表面的亲水性有效提高,亲水凝胶层稳定不易脱落,并且富含羟基,在生物技术尤其是色谱分离领域有很大应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚苯乙烯(PS)材料表面亲水改性的方法,特别是对超大孔PS微球表面亲水改性,利用该法可在超大孔PS微球表面(包括孔道内表面)聚合一层富含羟基的聚乙烯醇(PVA)水凝胶,进一步衍生后作为快速分离蛋白质等生物大分子的灌注色谱介质。属于高分子微球功能改性领域。
技术介绍
有机高分子材料在纺织、建筑、生物医药等领域具有广泛的应用,是科学技术和经济建设中的重要材料。有些领域在实际应用当中对材料的亲水性要求很高。在纺织行业,涤纶纤维由于材料表面的疏水性导致纺织品不能吸收人体的汗液,不利于做衣物。在生物技术研究中,疏水性会带来蛋白质等生物大分子的非特异性吸附,如抗体和抗原在96孔板的吸附会导致检测精度下降,蛋白在色谱介质上的非特异性吸附会导致样品失活和损失。在医药行业,泪液里蛋白、细菌等在隐形眼镜表面的吸附会造成镜面粗糙而刮伤眼角膜,导致眼睛干涩、角膜发炎;医用介入导管大多由疏水材料制造,在介入人体时对组织的摩擦力较大,易损伤尿道、血管壁等上皮组织,有疼痛或灼伤感,且容易吸附细菌引起并发炎症,需要通过改性使其亲水润滑性得到进一步提高;在给药系统中血液蛋白在药物载体上的吸附会导致其被免疫系统识别,降低给药系统效率,并引起潜在的毒性。疏水作用是疏水材料对蛋白非特异性吸附的最主要因素(Journal of colloid and interfaceScience, 1989,132:176-187),增加材料的亲水性将会大大降低蛋白的吸附量。因此对疏水材料进行表面亲水改性是一种降低蛋白非特异性吸附的理想方法。PS材料具有优越的抗水防潮性、轻质、高硬度、高抗冲性、耐腐蚀、保温性能好等特性,可用于制备各种容器以及一次性饭盒。生化分析实验中很多实验器皿都是PS材料制备的(如微量滴定板),蛋白质的非特异性吸附会产生误导性结果[2]。如果在PS材料表面覆盖一层亲水材料就可以有效降低这种非特异性吸附,保证分析精确度。高度交联的PS微球刚性大,机械强度高,能够在高压下操作而不被压缩,经过亲水改性后可以作为一种优良的生化分离介质(Langmuir, 2008,24:13646-13652 J.Chromatogr.A.2009,1216:6511-6516),近年来在生化分离领域受到广泛关注。文献上PS常用的亲水改性方法包括两种:物理吸附亲水材料和化学偶联亲水材料。物理吸附通常是在材料表面吸附一层亲水/疏水两亲性聚合物,然后进行交联,吸附类型多属于Langmuir型。两亲性聚合物主要有聚乙烯醇,疏水改性多糖,聚氧乙烯一聚氧丙烯一聚氧乙烯嵌断共聚物等。物理吸附镀层后虽然材料表面的亲水性得到有效提高,抑制了蛋白的非特异性吸附。但是镀层容易脱落,限制了材料的重复利用次数,特别是作为色谱分离介质时影响很大。与物理吸附相比,化学偶联通过化学键接枝亲水性高分子,镀层稳定不易脱落,是比较理想的亲水改性方法。PS改性首先要通过Friedel—Crafts反应在PS的苯环上接上活泼基团(一CH2Cl, — 0H, — C00H, 一COCH2Cl, — NH2等),然后再利用这些活泼基团进一步改性。Lee Yoon — Sik (U.S.Patent5,466,758 (1995).)等人专利技术了一种制备具有 β 羟基聚苯乙烯(PS-PO)的简便方法,并在此基础上制备出接枝聚乙二醇(PEG)的PS微球。合成路线如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚苯乙烯材料表面亲水改性的方法,包括如下步骤:?a.将聚苯乙烯的苯环经Friedel?Crafts反应得到具备下述通式的物质A,?R代表C=O或直接键,X代表Cl或Br,?b.在催化剂作用下,将所得的A加入到溶有六亚甲基四胺的有机溶剂中,得到胺化聚苯乙烯,?c.在缩合剂的催化作用下,利用酰胺化反应将自由基聚合引发剂4,4’?偶氮双(4?氰基戊酸)偶联到聚苯乙烯表面,?d.在溶有单体乙酸乙烯酯和交联剂N,N’?亚甲基双丙烯酰胺的有机溶剂中,加入偶联引发剂的聚苯乙烯,在惰性气体氛围下进行自由基溶液聚合,在PS表面接枝一层交联的聚醋酸乙烯酯,?e.利用酯交换反应,将聚苯乙烯表面交联的聚醋酸乙烯酯醇解为亲水的聚乙烯醇凝胶层。?FDA00003564656400011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种聚苯乙烯材料表面亲水改性的方法,包括如下步骤: a.将聚苯乙烯的苯环经Friedel-Crafts反应得到具备下述通式的物质A,2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的聚苯乙烯为交联聚苯乙烯。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的交联聚苯乙烯是交联聚苯乙烯微球或者聚苯乙烯板。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的催化剂选自碘化钠和碘化钾中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的缩合剂选自1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCXN,^ -二环己基碳二亚胺(DCC)、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2- 二氢喹啉(EEDQ)...

【专利技术属性】
技术研发人员:曲剑波王晓娟陈艳丽宦关生朱虎
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:

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