[發(fā)明專(zhuān)利]一種含有羧酸甜菜堿類(lèi)兩性離子前體的改性硅油及其制備方法和有機(jī)硅材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611213936.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106700080B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳圣福;孫靜澤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G77/388
• 分類(lèi)號(hào): C08G77/388;C08G77/38;C08J3/24;C08G18/61;C09D175/04;C09D183/08;C09D5/16;C08L83/08
• 代理公司: 33200 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陳昱彤

本發(fā)明公開(kāi)了一種含有羧酸甜菜堿類(lèi)兩性離子前體的改性硅油及其制備方法和有機(jī)硅材料。其中，改性硅油的結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示(0<n≤800)：本發(fā)明改性硅油經(jīng)交聯(lián)成膜反應(yīng)制備得到的有機(jī)硅材料具有良好抗蛋白質(zhì)非特異性吸附特性和耐水性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含有羧酸甜菜堿類(lèi)兩性離子前體的改性硅油及其制備方法，以及相應(yīng)的有機(jī)硅材料。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)在材料表面的非特異性吸附一直是諸多領(lǐng)域所面臨的重要問(wèn)題，在醫(yī)用植入體、藥物載體、船舶涂料、生物傳感器等各個(gè)方面都不容忽視。為了解決這一系列問(wèn)題，抗蛋白質(zhì)非特異性吸附(nonfouling)材料應(yīng)運(yùn)而生。研究發(fā)現(xiàn)，抗蛋白質(zhì)非特異性吸附材料不僅能夠有效防止發(fā)生血液接觸體系中的凝血過(guò)程的產(chǎn)生，而且可以應(yīng)用到防止廣泛的固液界面的生物大分子吸附過(guò)程導(dǎo)致的人體排異和清除反應(yīng)、細(xì)菌吸附、以及各種生物結(jié)垢現(xiàn)象的產(chǎn)生，其中包括生物膜的形成、藻類(lèi)的生長(zhǎng)，以致于表面吸附的貝類(lèi)的生長(zhǎng)。僅防止細(xì)菌吸附和生物膜的形成就可以為防止生物植入體引起的感染取得寶貴的時(shí)間。

近年來(lái)，科學(xué)家及學(xué)者們對(duì)nonfouling材料的研究十分重視和普遍，然而，能在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮良好作用的材料卻相對(duì)有限，之前被廣泛應(yīng)用的聚乙二醇(PEG)材料在使用中也出現(xiàn)了越來(lái)越多的局限性，故對(duì)兩性離子材料的研究受到了越來(lái)越多的重視。兩性離子聚合材料目前被認(rèn)為是應(yīng)用前景最為光明的nonfouling材料，它包括在每個(gè)單元上同時(shí)攜帶一個(gè)正電荷和一個(gè)負(fù)電荷的聚甜菜堿類(lèi)材料和在兩個(gè)不同單元上攜帶等量正負(fù)電荷的聚兩性電解質(zhì)材料兩大類(lèi)。與親水性聚合材料PEG不同的是，兩性離子聚合材料并非依靠氫鍵與水分子結(jié)合，而是通過(guò)離子的溶劑化作用緊密結(jié)合水分子，在材料表面形成一個(gè)致密的水合層，從而賦予材料抗蛋白質(zhì)非特異性吸附的性能。兩性離子聚合材料合成路徑簡(jiǎn)單方便，原材料豐富易得，應(yīng)用廣泛，成本較低，隨著其研究的深入，近年來(lái)已經(jīng)得到越來(lái)越多的關(guān)注和認(rèn)可。

船舶抗污涂料是nonfouling材料應(yīng)用的一個(gè)重要方面，傳統(tǒng)的抗污涂料，如有機(jī)錫類(lèi)、含銅化合物類(lèi)，對(duì)環(huán)境的毒害作用十分明顯，故逐漸被人們棄用，nonfouling材料的興起能有效解決傳統(tǒng)涂料對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，是一種環(huán)境友好型的船舶抗污涂料，然而其憎水性和耐水性不佳一直是限制其廣泛應(yīng)用的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種含有羧酸甜菜堿類(lèi)兩性離子前體的改性硅油及其制備方法和有機(jī)硅材料。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明含有羧酸甜菜堿類(lèi)兩性離子前體的改性硅油具有如以下式Ⅰ所示的結(jié)構(gòu)：

式Ⅰ中，0<n≤800。

本發(fā)明改性硅油的制備方法包括：

步驟a：將具有如式Ⅱ所示結(jié)構(gòu)的第一化合物、如式Ⅲ所示結(jié)構(gòu)的第二化合物、含鉑催化劑、酚類(lèi)阻聚劑和第一溶劑混合后進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，得到如式Ⅳ所示結(jié)構(gòu)的第三化合物，式Ⅲ和式Ⅳ中，0<n≤800；

步驟b：將第三化合物、含錫催化劑、肌氨酸酯和第二溶劑混合后進(jìn)行環(huán)氧基團(tuán)開(kāi)環(huán)反應(yīng)，得到所述改性硅油；

進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述步驟a中，所述第一化合物與第二化合物中的Si-H鍵的摩爾比為1:0.6～0.7，第一化合物、含鉑催化劑、酚類(lèi)阻聚劑和第一溶劑的質(zhì)量比為1:0.001～0.005:0.001～0.005:2～15，所述硅氫加成反應(yīng)的反應(yīng)溫度為80～110℃、反應(yīng)時(shí)間為4～8小時(shí)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述步驟b中，所述肌氨酸酯與第三化合物中的環(huán)氧基團(tuán)的摩爾比為1:1，所述環(huán)氧基團(tuán)開(kāi)環(huán)反應(yīng)的反應(yīng)溫度為70～80℃、反應(yīng)時(shí)間為8～12h。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述肌氨酸酯為肌氨酸叔丁酯。