基于多巴胺衍生物的材料表面接枝改性研究

基于多巴胺衍生物的材料表面接枝改性研究

【摘要】： 材料表面性质在实际使用过程中起着非常重要的作用,而多数材料的表面性质并不能达到实际所需的要求,因此往往要对材料表面进行改性修饰。多巴胺及其衍生物可以在温和条件下粘附到几乎任何材料表面,为发展新型的材料表面改性方法提供了一种契机。本论文主要基于多巴胺衍生物的粘附性,提出新的表面改性方法,对材料表面进行接枝改性研究,研究工作分为三个方面:1.结合多巴胺的粘附性能及普通自由基聚合适用单体范围广的特点,提出了一种材料表面功能化改性的简便、普适性方法。首先,含有碳碳双键的多巴胺衍生物N-(3,4-二羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺(DAMA)在碱性溶液中发生氧化自聚粘附到基材表面上,从而一步法获得碳碳双键官能团功能化的材料表面。然后,通过自由基共聚合可将具有不同性质的单体接枝聚合在材料表面,成功接枝了聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(PDMAEMA)。我们分别用水接触角仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱、原子力显微镜等仪器分析了材料表面改性前后的表面化学组成和形貌的变化。并进一步研究了聚氯乙烯(PVC)和表面等离子体共振仪(SPR)金片表面接枝聚合物后的生物功能。接枝PVP后材料表面的抗蛋白粘附性能显著提升,PVC和SPR金片表面的Fg蛋白吸附分别降低了70%和85%。接枝PDMAEMA并季胺化后,PVC表面获得了良好的对大肠杆菌的抗菌性能。2.结合多巴胺的粘附性能及引发转移终止(iniferter)聚合适用单体范围广、紫外光下可控的特点,提出了一种金属钛表面一步法功能化的改性方法。首先,以多巴胺为起始原料,经过两步合成端基为邻苯二酚的引发转移终止剂(iniferter试剂)4-((3,4-二羟基苯乙基)氨基甲酰)苯甲基二乙基二硫代氨基甲酸酯(DMBD)。然后在紫外光下,通过在溶液中引发聚合不同类型单体,获得端基为邻苯二酚官能团的聚合物,凝胶渗透色谱(GPC)和核磁共振氢谱显示聚合过程呈自由基聚合特征,且聚合物仍具有再引发能力。最后,利用金属钛和邻苯二酚之间的螯合作用,通过浸泡一步法获得表面功能化的金属钛表面,水接触角和XPS结果证明钛表面成功修饰上了聚合物薄膜。3.以金为模型材料,将iniferter试剂DMBD通过氧化自聚粘附至其表面,随后在紫外光下引发不同单体DMAEMA和N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺(DMAPMA)聚合制备聚合物改性表面。红外吸收峰的变化分别证明iniferter试剂和聚合物成功修饰在金表面,椭偏仪测试结果显示该表面光引发聚合具有厚度可控的特征。

【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015

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