[發明專利]一種表面溫敏性的聚苯乙烯的制備方法

無效

• 申請號: 200910039919.0
• 申請日: 2009-06-02
• 公開（公告）號: CN101565489A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 李谷;麥堪成;肖安妮
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08F257/02
• 分類號: C08F257/02;C08F2/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳 衛

技術領域

本發明屬于聚合物材料領域，具體涉及一種具有表面溫敏性的聚苯乙烯的制備方法。

背景技術

聚(N-異丙基丙烯酰胺)簡稱PNIPAM，其大分子側鏈上同時具有親水性的酰胺基-CONH-和疏水性的異丙基-CH(CH₃)₂，使線型PNIPAM的水溶液及交聯后的PNIPAM水凝膠呈現出溫度敏感特性，它具有接近生理溫度的低臨界溶解溫度(LCST，30～35℃)。高于這個溫度時，PNIPAM分子鏈卷曲并對外呈現疏水性；而當溫度低于LCST時，卷曲的PNIPAM分子鏈又能再迅速伸展，呈現親水性。交聯的PNIPAM水凝膠在32℃左右也有一個低臨界溶解溫度，溶脹的水凝膠在高于這個溫度時會發生收縮，而在低于這個溫度時會再度溶脹。這種由溫度敏感性而引起高聚物產生的智能型和記憶效應使其在藥物釋放、酶固定和分離吸附蛋白、生物傳感器，人造肌肉以及開關閥等領域有著廣闊的應用前景。

傳統的組織細胞的培養通常在聚苯乙烯培養皿中進行，成型后，通過螯合劑作用或蛋白酶消化使其與基體脫附，該方法往往會對組織細胞的完整性及功能造成損害。利用PNIPAM的溫敏特性，當較高溫度時，輕微的疏水性有利于組織細胞粘附在聚苯乙烯培養皿表面生長，較低溫度時，PNIPAM的親水性使得組織細胞容易產生脫附，避免了傳統脫附方法對細胞造成的損傷。

目前，通常在真空下，采用210KV，19mA的電子束輻射40wt.％的N-異丙基丙烯酰胺單體溶液并使其在聚苯乙烯表面聚合以形成溫敏表面層，制備條件不夠簡便。因此，在較低的光敏劑濃度及較低的溫度下，通過簡易的紫外光引發聚合制備具有表面溫敏性的聚苯乙烯，將具有重要的實際應用意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種簡便、快捷，易操作，成本低的，能以光敏劑為引發劑，采用常壓，室溫及低于60℃下，經紫外光輻照制備表面溫敏性的聚苯乙烯的方法。

本發明通過以下技術方案實現上述目的：

一種表面溫敏性的聚苯乙烯的制備方法，是在聚苯乙烯表面以二苯甲酮為光敏劑，經紫外光引發N-異丙基丙烯酰胺單體或N-異丙基丙烯酰胺單體和苯乙烯單體發生接枝及共聚合反應制得表面溫敏性的聚苯乙烯。

所述二苯甲酮為光敏劑是將相當于單體總質量2％的二苯甲酮溶解在乙醇中后均勻覆蓋在聚苯乙烯表面，晾干后形成均勻的光敏涂層。

上述聚合反應在叔丁醇或異丙醇溶劑體系中進行，N-異丙基丙烯酰胺和苯乙烯單體的濃度均為0.06～0.14g/ml；N-異丙基丙烯酰胺與苯乙烯單體摩爾比為3∶1～1∶3。

上述聚合反應的溫度為室溫至60℃，時間為0.5～2小時；采用300～390nm，125W的紫外光燈輻照引發聚合。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：與目前采用的真空下，210KV，19mA的電子束輻射聚合的方法相比，本發明提供的方法可在常壓下，較低的光敏劑濃度及較低的溫度下進行，通過紫外光引發聚合制備具有表面溫敏性的聚苯乙烯，更為簡單方便。本發明的制備方法簡便、快捷，易操作，成本低，并能夠維持聚苯乙烯培養皿良好的表面透明性。

具體實施方式

以下通過具體的實施例進一步說明本發明的技術方案。

實施例1

N-異丙基丙烯酰胺接枝聚合制備表面溫敏性的聚苯乙烯。首先用3ml的95％乙醇溶解10mg的光敏劑二苯甲酮，溶解后均勻敷于聚苯乙烯(PS)生化培養皿表面，自然晾干。在25ml的錐形瓶中加入0.43g經二次結晶純化處理的NIPAM單體，再加入7ml的叔丁醇溶劑溶解，配成NIPAM溶液。將配好的溶液均勻敷于PS表面皿，置于紫外燈下50cm距離處，持續照射2小時左右，得到透明、均勻且親水性較強的略呈黃色的凝膠狀膜層。大量水沖洗再晾干后，膜層透明性及親水性不變。40℃時，溫敏聚苯乙烯與水的接觸角為62°～68°(純聚苯乙烯與水的接觸角為93°～95°)，23℃時，其接觸角減小到44°～50°(純聚苯乙烯為90°～93°)。

實施例2

N-異丙基丙烯酰胺與苯乙烯單體共聚制備表面溫敏性的聚苯乙烯。

按實施例1相同的聚合方法，但是采用兩種單體N-異丙基丙烯酰胺與苯乙烯共聚的方式進行，N-異丙基丙烯酰胺與苯乙烯的摩爾比為3∶1，接枝在聚苯乙烯表面的膜層干爽透明，親水性較好。溫敏聚苯乙烯培養皿與水的接觸角分別為75°～82°(40℃)和62～70(23℃)。

實施例3

N-異丙基丙烯酰胺與苯乙烯單體多層共聚，制備表面溫敏性的聚苯乙烯

按實施例1相同的聚合方法，但是采用不同摩爾比的兩種單體N-異丙基丙烯酰胺與苯乙烯共聚的方式，制備多層膜。與聚苯乙烯表面皿直接接觸的膜層，N-異丙基丙烯酰胺與苯乙烯的單體摩爾比為1∶3，中間層為1∶1，表面層為3∶1，且中間層和表面層的溶液中分別加入適量光敏劑。與實施例1相同，里層成膜并晾干，然后，依次將中間層溶液、表面層溶液敷于表面皿中，重復光引發聚合過程，形成多層膜。溫敏聚苯乙烯表面皿與水的接觸角分別為76°～83°(40℃)和66°～72°(23℃)。此例形成的膜層比實施例2的更為均勻，但表面較為粘稠，不易晾干。