基于多巴胺衍生物的材料表面接枝改性研究

【摘要】： 材料表面性質(zhì)在實際使用過程中起著非常重要的作用,而多數(shù)材料的表面性質(zhì)并不能達到實際所需的要求,因此往往要對材料表面進行改性修飾。多巴胺及其衍生物可以在溫和條件下粘附到幾乎任何材料表面,為發(fā)展新型的材料表面改性方法提供了一種契機。本論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,對材料表面進行接枝改性研究,研究工作分為三個方面:1.結(jié)合多巴胺的粘附性能及普通自由基聚合適用單體范圍廣的特點,提出了一種材料表面功能化改性的簡便、普適性方法。首先,含有碳碳雙鍵的多巴胺衍生物N-(3,4-二羥基苯乙基)甲基丙烯酰胺(DAMA)在堿性溶液中發(fā)生氧化自聚粘附到基材表面上,從而一步法獲得碳碳雙鍵官能團功能化的材料表面。然后,通過自由基共聚合可將具有不同性質(zhì)的單體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)。我們分別用水接觸角儀、傅里葉變換紅外光譜儀、X射線光電子能譜、原子力顯微鏡等儀器分析了材料表面改性前后的表面化學(xué)組成和形貌的變化。并進一步研究了聚氯乙烯(PVC)和表面等離子體共振儀(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顯著提升,PVC和SPR金片表面的Fg蛋白吸附分別降低了70%和85%。接枝PDMAEMA并季胺化后,PVC表面獲得了良好的對大腸桿菌的抗菌性能。2.結(jié)合多巴胺的粘附性能及引發(fā)轉(zhuǎn)移終止(iniferter)聚合適用單體范圍廣、紫外光下可控的特點,提出了一種金屬鈦表面一步法功能化的改性方法。首先,以多巴胺為起始原料,經(jīng)過兩步合成端基為鄰苯二酚的引發(fā)轉(zhuǎn)移終止劑(iniferter試劑)4-((3,4-二羥基苯乙基)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,通過在溶液中引發(fā)聚合不同類型單體,獲得端基為鄰苯二酚官能團的聚合物,凝膠滲透色譜(GPC)和核磁共振氫譜顯示聚合過程呈自由基聚合特征,且聚合物仍具有再引發(fā)能力。最后,利用金屬鈦和鄰苯二酚之間的螯合作用,通過浸泡一步法獲得表面功能化的金屬鈦表面,水接觸角和XPS結(jié)果證明鈦表面成功修飾上了聚合物薄膜。3.以金為模型材料,將iniferter試劑DMBD通過氧化自聚粘附至其表面,隨后在紫外光下引發(fā)不同單體DMAEMA和N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺(DMAPMA)聚合制備聚合物改性表面。紅外吸收峰的變化分別證明iniferter試劑和聚合物成功修飾在金表面,橢偏儀測試結(jié)果顯示該表面光引發(fā)聚合具有厚度可控的特征。

【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015

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