[發(fā)明專利]聚丙烯膜表面構(gòu)建二元圖案的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710160216.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN106861469B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亞芍;錢華明;姜柳;杜敏婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D71/78
• 分類號(hào): B01D71/78;B01D69/02;B01D67/00;C12N5/07
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發(fā)明公開了一種聚丙烯膜表面構(gòu)建二元圖案的方法，該方法借助等離子體活化膜表面，在表面形成自由基并轉(zhuǎn)化為過(guò)氧類基團(tuán)，以此為反應(yīng)位點(diǎn)，通過(guò)紫外光引發(fā)接枝聚合并結(jié)合光掩模將聚2?甲基丙烯酰氧乙基磺基甜菜堿(PMED)一元圖案化分子層鍵合到膜表面；接著，以二苯甲酮(BP)為光引發(fā)劑，利用紫外光引發(fā)接枝聚合將聚2?甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿(PMPC)分子層固定到膜表面，形成PMED與PMPC分子層間隔排列的二元圖案化結(jié)構(gòu)。所得PMED與PMPC分子層均是通過(guò)共價(jià)鍵合到膜表面，穩(wěn)定性良好，膜的親水性得到顯著提升，且具備優(yōu)良的抗血小板粘附性能和細(xì)胞相容性，為聚合物材料的功能化改性提供了一種有效的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子膜材料表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚丙烯膜表面改性的方法，更確切的說(shuō)是通過(guò)等離子體處理結(jié)合兩步紫外引發(fā)接枝聚合，在聚丙烯膜表面構(gòu)建二元圖案的方法。

背景技術(shù)

聚丙烯(PP)作為一種非常重要的聚烯烴材料，其在食品包裝、水凈化過(guò)濾、醫(yī)用導(dǎo)管、醫(yī)用儲(chǔ)血袋以及汽車工業(yè)等方面具有廣泛應(yīng)用；與金屬材料及陶瓷材料相比，其具有密度小、良好的耐酸堿腐蝕性、易加工成型等性質(zhì)，然而，其表面較強(qiáng)的化學(xué)惰性和較差的生物相容性會(huì)影響其使用性能和壽命，具體表現(xiàn)為表面自由能低、明顯的疏水性、抗血小板粘附性能差和細(xì)胞相容性差等，這限制了其在更多重要領(lǐng)域的應(yīng)用。

材料的表面是其與外界各種環(huán)境發(fā)生相互作用的橋梁和媒介，其物理和化學(xué)性質(zhì)對(duì)材料的使用性能有重要影響；針對(duì)高聚物材料存在的不足之處，可對(duì)其表面進(jìn)行合理的修飾，在維持基材自身優(yōu)良性質(zhì)的基礎(chǔ)上，使其獲得所需求的理想性能；對(duì)PP膜進(jìn)行表面改性，可有效提升其表面親水性、抗血小板粘附性能和細(xì)胞相容性。目前，表面改性的方法包括表面物理涂覆、表面化學(xué)改性、臭氧活化處理、紫外光引發(fā)接枝聚合、表面自組裝、高能輻射活化、自由基引發(fā)可控聚合和等離子體表面處理等技術(shù)，但通常所制得的涂層為單一聚合物構(gòu)成的分子層，且表面平整無(wú)明顯結(jié)構(gòu)特征，所以PP膜表面性質(zhì)的改變主要源于所用聚合物分子的化學(xué)活性和生物活性。當(dāng)PP膜表面形成由兩種聚合物分子層交替排列的二元圖案化結(jié)構(gòu)時(shí)，此時(shí)膜表面性質(zhì)的改變不僅與所用物質(zhì)的活性有關(guān)，而且與表面的結(jié)構(gòu)特性相關(guān)，這種二元圖案化結(jié)構(gòu)會(huì)賦予表面更多獨(dú)特的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服PP膜表面膜層組成和結(jié)構(gòu)單一化問(wèn)題，提供一種以等離子體活化為基礎(chǔ)，將紫外光引發(fā)接枝聚合與光掩模相結(jié)合，在PP膜表面構(gòu)建由聚2-甲基丙烯酰氧乙基磺基甜菜堿(PMED)和聚2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿(PMPC)聚合物分子層交替、規(guī)整排列的二元圖案化結(jié)構(gòu)，該方法所獲得的膜層具備兩種聚合物的化學(xué)性質(zhì)，且具有獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)，可有效改善PP膜的親水性、血液相容性和細(xì)胞相容性。

解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案由下述步驟組成：

1、射頻氬氣等離子體活化PP膜

將PP膜清洗干凈后置于等離子體兩電極之間的密閉腔體中，利用真空泵系統(tǒng)將腔體內(nèi)壓強(qiáng)抽至2Pa以下，然后利用氬氣供給系統(tǒng)向腔體內(nèi)充氬氣至腔體內(nèi)壓強(qiáng)為30～60Pa，再利用射頻放電激發(fā)氬氣產(chǎn)生等離子體，等離子體的放電功率為10～50W，放電處理時(shí)間為60～300s，得到活化的PP膜。

2、構(gòu)建一元圖案

將活化的PP膜取出置于空氣中10～20min后固定于玻璃板上，然后在活化PP膜表面鋪展一層質(zhì)量-體積濃度為1％～5％的MED乙醇溶液，覆蓋光掩膜，在紫外光照射下接枝聚合0.5～2h，得到表面具有PMED一元圖案化結(jié)構(gòu)的PP膜。

3、構(gòu)建二元圖案

在具有PMED一元圖案化結(jié)構(gòu)的PP膜表面鋪展一層質(zhì)量-體積濃度為1％～5％的二苯甲酮(BP)的乙醇溶液，常溫常壓下自然晾干，然后再鋪展一層質(zhì)量-體積濃度為1％～5％的MPC的乙醇溶液，在紫外光照射下接枝聚合時(shí)間為0.5～2h，得到表面具有PMED/PMPC二元圖案化結(jié)構(gòu)的PP膜。