[發明專利]一種表面溫度敏感性聚酯薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201210381790.3
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102875831A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 姜彥;梁園;張洪文;杜震宇
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08J7/16
• 分類號: C08J7/16;C08L67/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種表面溫度敏感性聚酯薄膜的制備方法，屬于聚合物薄膜材料表面改性領域。

背景技術

聚酯是指含有酯基的熱塑性聚合物的簡稱，本發明中涉及的聚酯薄膜是以聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）為原料，采用擠出，雙向拉伸制成的薄膜材料；它是一種無色透明，有光澤的聚合物薄膜，有良好的機械性能，電絕緣性，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性，尺寸穩定性，因此被廣泛應用于醫學、電工、電子和包裝等領域；在各種實際應用中，材料的表面性能將起到至關重要的作用，例如生物親和性材料、生物體植入材料以及微生物表面培養材料等，為了開發具有特殊功能性的PET薄膜材料，需要在保持其原有性能的條件下使其表面功能化，進而拓寬聚酯薄膜材料的應用領域及范圍。

目前獲得表面功能性PET薄膜的處理方法主要包括：電暈法、等離子體處理、化學法處理、紫外光聚合接枝、表面引發原子轉移自由基聚合接枝等；而在這些改性方法中，表面引發聚合尤其是表面引發自由基聚合由于可獲得較高接枝率，窄分子量分布并且可以設計和控制材料表面組成和性能而倍受關注。

聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM），由于其分子鏈上同時具有親水性的酰胺基和疏水性的異丙基，因此線形PNIPAM的水溶液及交聯后的PNIPAM水凝膠呈現出對溫度的敏感性；在室溫下，線形PNIPAM溶于水中形成均勻的溶液，當溫度升高到32℃附近時，由于高溫破壞了水與酰胺基團的氫鍵，而發生溶液相分離，出現低臨界溶解溫度（LCST），也稱為濁點溫度（Cloud?Point?Temperature）或霧點溫度；由于PNIPAM對溫度的敏感響應性非常高，并且其LCST在32℃左右，與人體體溫相近，當調節聚合物骨架中的親水或疏水組份時，LCST可以上升或下降，在制備生物智能材料、生物醫用材料和智能分離等領域具有巨大潛力，因此成為最受關注的溫敏性聚合物之一。

通過表面引發原子轉移自由基聚合將PNIPAM接枝到聚酯薄膜表面上，將得到具有特殊功能性表面的聚合物材料，并且可有效綜合基材和接枝改性表面兩部分的優點，制備一系列具有溫敏特性表面的新材料。

中國專利（201110357744.5）公開了一種表面接枝聚丙烯酸鉛聚酯薄膜的制備方法，其首先依次使聚酯薄膜表面水解、氧化、酰氯化產生出酰氯基，隨后與具有分支結構的二乙醇胺反應使薄膜表面產生較高密度的羥基，然后用2-溴代異丁酰溴與薄膜表面的羥基反應制備原子轉移自由基聚合表面引發劑，最后利用表面引發原子轉移自由基聚合技術將丙烯酸鉛引發接枝到聚酯薄膜表面，得到表面接枝聚丙烯酸鉛的聚酯薄膜。

發明內容

本發明的目的在于公開一種表面溫度敏感性聚酯薄膜的制備方法，其特征在于使用表面引發原子轉移自由基聚合的方法，采用異丙基丙烯酰胺作為單體，從經過表面固定引發劑的聚酯薄膜表面引發聚合反應，制備表面接枝均勻具有表面溫敏特性的功能性聚酯薄膜。

一種表面溫度敏感性聚酯薄膜及其制備，具體包括以下步驟：

（1）聚酯薄膜引發劑的制備

將聚酯薄膜先后置于氫氧化鈉溶液1和分析純級的冰乙酸中，70℃條件下，分別水解1小時；然后將薄膜置于高錳酸鉀濃度為50g/L的稀硫酸溶液中，在60℃條件下氧化1小時后，取出分別用稀鹽酸、水、丙酮洗滌數次，置于烘箱中80℃干燥12h；之后再用質量體積比（w/v）為30g/L的五氯化磷的二氯甲烷溶液將聚酯薄膜酰氯化，常溫密閉反應18小時后，將薄膜分別用二氯甲烷、丙酮洗滌數次，然后將聚酯薄膜置于含二乙醇胺濃度為40g/L的氫氧化鈉溶液2中，常溫條件下反應20小時后，取出分別用水、丙酮洗滌數次，置于烘箱中80℃干燥12h，然后將聚酯薄膜完全浸沒于無水甲苯中，并向其中加入體積為無水甲苯體積的1/100的三乙胺，再用恒壓滴液漏斗向燒瓶中緩慢滴加質量體積比(w/v)為100g/L的2-溴代異丁酰溴的無水甲苯溶液，2-溴代異丁酰溴的無水甲苯溶液加入量為無水甲苯體積的1/5，冰鹽浴中避光反應4h，再常溫反應20h后將薄膜取出分別用甲苯、無水乙醇、蒸餾水、丙酮洗滌數次，置于真空干燥箱中60℃干燥12h后，密閉保存，即獲得表面固定上溴代酯類引發劑的聚酯薄膜。

（2）表面接枝聚異丙基丙烯酰胺的聚酯薄膜的合成