[發明專利]聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法及材料

有效

• 申請號: 201510061795.1
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104628958B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 張榮月;冀德坤;佟拉嘎;潘一廷;劉才
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C08F257/00
• 分類號: C08F257/00;C08F8/00;B01J20/26;B01J20/28;B01D15/08
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

本發明公開了一種聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法及材料，包括：1)將聚苯乙烯類或其共聚物材料，用有機溶劑進行溶脹處理；2)在溶劑存在條件下，將親水性單體通過原子轉移自由基聚合的方法引發接枝聚合至步驟1)處理后的材料表面，即完成對聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性。該方法操作簡便、反應條件溫和，得到的親水化材料穩定，鍍層不易脫落，很好的抑制了聚合物微球對蛋白的非特異性吸附。親水改性后的聚苯乙烯類微球，其親水層可以直接或者經過進一步衍生為其他各種官能團，在生物技術尤其是生化分離領域有很大的應用前景。

技術領域

本發明涉及聚合物材料改性領域，尤其涉及一種聚合物材料表面親水性化的方法及由該方法制得的材料，特別是對超大孔聚苯乙烯類材料的表面親水性化。

背景技術

聚合物微球作為生化分離介質，其優點在于機械強度高、化學性質穩定、耐酸堿度好，能夠在高壓下操作等，因此在作為色譜介質的應用領域有很好的前景。但聚合物本身的一些特點限制了它在生物大分子分離方面的應用，如乙烯基芐氯與二乙烯基苯共聚(PCMS-DVB)微球，其微球表面帶有大量的芐氯基團，易于衍生為各種功能基團，但由于其表面具有疏水性，因此容易和蛋白分子之間發生疏水作用而導致蛋白的不可逆吸附甚至變性。

研究表明這種疏水作用是引起蛋白在材料表面發生非特異性吸附的主要原因(Journal of Colloid and Interface Science,1989,132:176–187)，解決這一問題的途徑之一，就是增加材料表面的親水性。如CN103709274A公布了一種改性表面含活性氯的聚苯乙烯類材料的方法，該方法是將親水性小分子通過與材料表面的活性氯發生取代反應而交聯到材料表面，從而材料表面獲得一定的親水性，但該方法在利用活性氯發生取代反應的同時，容易引起其他副反應，導致材料內部基團的交聯反應，破壞微球的原有孔徑結構。此外，我們還曾研究了聚丙烯酸酯類的材料表面的親水改性(ZL 201210091582.X)，將親水性多糖分子通過化學偶聯的方式鍵合于聚丙烯酸酯類材料表面，從而賦予該材料表面一定的親水性，親水化后的材料表面具有豐富的羥基基團，可以進一步衍生為各種功能基團滿足生化分離對于不同分離模式的需要，但該方法也存在一定的局限性，主要是直接偶聯大分子量的親水多糖分子，由于存在反應位阻作用，從而難以做到親水鍍層的均勻覆蓋。

發明內容

基于上述現有技術所存在的問題，本發明提供一種聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法及材料，改性副反應小，改性后材料表面的親水層覆蓋均勻，解決因親水性不佳造成聚苯乙烯類材料對蛋白的非特異性吸附的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種對聚苯乙烯類或其共聚物材料表面進行親水改性的方法，包括如下步驟：

1)將聚苯乙烯類或其共聚物材料，用有機溶劑進行溶脹處理；

2)在溶劑存在條件下，將親水性單體通過原子轉移自由基聚合的方法引發接枝聚合至所述步驟1)處理后的材料表面，即完成對聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性。

上述方法在步驟2)后還包括：

3)在堿性物質存在條件下，用衍生試劑將所述步驟2)得到的材料表面的親水性聚合物長鏈進行衍生功能化，得到功能化的聚苯乙烯類或其共聚物材料。

上述方法步驟1)中，用有機溶劑進行溶脹處理過程如下：將聚苯乙烯類或其共聚物材料放入有機溶劑中進行密封振蕩2～5h，所述有機溶劑為能與水進行混溶的有機溶劑，有機溶劑的體積用量為被溶脹材料質量的10～20倍，待所述聚苯乙烯類或其共聚物材料在溶劑中完全溶脹后，進行抽濾，并用所用的有機溶劑進行洗滌，抽濾干凈溶劑。

上述方法中，聚苯乙烯類或其共聚物材料為：聚乙烯基芐氯與二乙烯基苯共聚物材料，或聚乙烯基芐氯材料；

所述有機溶劑選自：二氧六環、甲醇、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺中的一種。