[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711297629.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107964318A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐新德;王學(xué)飛;董福營(yíng);楊月青;趙春麗;潘義川;韓念鳳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C09D133/24
• 分類(lèi)號(hào): C09D133/24;C09D179/04;C09D5/26;C08F120/54;C08G73/06;D21H17/54;C03C17/28;C08J9/36
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219
• 代理人: 陳桂玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法，屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

通過(guò)表面改性能夠賦予基質(zhì)材料表面新的功能和性質(zhì)，常用的表面改性方法有化學(xué)接枝、物理復(fù)合以及物理化學(xué)接枝法等。化學(xué)接枝法通過(guò)改性劑與基質(zhì)材料主體的化學(xué)反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)復(fù)合，在一定程度上降低了基質(zhì)材料的本征性能，影響基材的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性；物理復(fù)合法以基質(zhì)材料和表面改性層之間的非共價(jià)鍵結(jié)合力為前提，二者之間的結(jié)合力較弱，改性產(chǎn)品的功能化表層易被破壞，穩(wěn)定性較差，使用壽命短。

聚多巴胺改性是近年來(lái)受貽貝類(lèi)粘附啟發(fā)而發(fā)展起來(lái)的新型高效表面修飾技術(shù)，通過(guò)小分子多巴胺及其衍生物在惰性材料表面的氧化自聚，為制備高性能復(fù)合材料提供新途徑。自2007年首次報(bào)道以來(lái)，聚多巴胺表面改性已經(jīng)在生物、醫(yī)藥、催化、水處理等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。多巴胺能依靠自身的氧化實(shí)現(xiàn)聚合，不會(huì)破壞基質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)，且能更好地結(jié)合多種材料的優(yōu)點(diǎn)；多巴胺作為改性單體，能浸潤(rùn)大多數(shù)惰性材料，具有良好的適應(yīng)性。此外，聚多巴胺改性涂層含有大量活性基團(tuán)，可進(jìn)行二次表面改性。但聚多巴胺表面改性也存在局限性，例如聚多巴胺改性反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、在有機(jī)溶劑或酸堿性環(huán)境中的穩(wěn)定性較差，限制了聚多巴胺涂層的使用范圍，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

環(huán)境響應(yīng)性表面是指通過(guò)對(duì)外界環(huán)境因素的變化產(chǎn)生響應(yīng)，而使材料表面的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生可逆變化的表面。環(huán)境響應(yīng)性表面在藥物控制釋放、細(xì)胞捕獲釋放、智能開(kāi)關(guān)膜、傳感檢測(cè)、組織培養(yǎng)、酶固定等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，盡管如此，環(huán)境響應(yīng)性表面的制備仍然面臨著挑戰(zhàn)，主要受限于制備方法的復(fù)雜性及適用基材的局限性。聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)作為一種最為常見(jiàn)的溫敏性高分子材料，其制備通常采用表面接枝PNIPAM高分子刷或表面固定PNIPAM納米凝膠顆粒的方法。表面接枝PNIPAM高分子刷通過(guò)化學(xué)共價(jià)鍵作用得到的溫敏性表面具有良好的穩(wěn)定性和均勻性，但對(duì)基材的要求嚴(yán)格，需要對(duì)基材表面進(jìn)行活化改性，還須嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，且化學(xué)修飾過(guò)程繁瑣、制備周期較長(zhǎng)。表面修飾PNIPAM納米凝膠顆粒通過(guò)范德華力、氫鍵作用或電荷作用將PNIPAM納米凝膠顆粒以物理非共價(jià)鍵的作用固定在基材表面，較化學(xué)接枝法簡(jiǎn)單、快速，但需要提前對(duì)PNIPAM納米凝膠顆粒以及基材進(jìn)行電荷或活性基團(tuán)的修飾，使基材的適用范圍受限，且PNIPAM納米凝膠顆粒與基材的結(jié)合力弱、溫敏性表面的穩(wěn)定性差，不利于長(zhǎng)期使用。因此，將化學(xué)作用的穩(wěn)定性與物理作用的簡(jiǎn)易性有機(jī)結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)便、快速、穩(wěn)定且不受基材限制的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法，對(duì)溫敏性表面材料的開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法。

本發(fā)明所述基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法，步驟是：

(1)室溫下，將鹽酸多巴胺、N-異丙基丙烯酰胺、交聯(lián)劑和氧化劑按摩爾比為1:10～100:1～10:1～10的比例，依次溶于pH＝8.5的Tris緩沖溶液中，攪拌均勻，形成混合溶液；

(2)將基材表面浸漬于步驟(1)制得的混合溶液中，超聲分散15～60min取出，用去離子水清洗、室溫干燥，即得到基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品。

上述基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法中，所述鹽酸多巴胺、N-異丙基丙烯酰胺、交聯(lián)劑和氧化劑的摩爾比優(yōu)選為1:20～70：1～7：1～7。

上述基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法中，所述鹽酸多巴胺、N-異丙基丙烯酰胺、交聯(lián)劑和氧化劑的摩爾比最優(yōu)選1:20～40：1～5：1～5。

上述基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法中，所述的交聯(lián)劑為二胺、多元胺或戊二醛，或其幾種任意摩爾比組合。

上述基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法中，所述的交聯(lián)劑優(yōu)選二胺或戊二醛。

上述基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法中，所述的氧化劑為過(guò)硫酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽或雙氧水。

其中，所述的氧化劑優(yōu)選過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨。

上述基于多巴胺的溫敏性表面涂層產(chǎn)品的制備方法中，所述的基材為濾紙、海綿、玻璃或金屬篩網(wǎng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)方法操作簡(jiǎn)單，只需要一步溶液浸漬即可實(shí)現(xiàn)聚多巴胺和PNIPAM在基材表面的固定，并且不受基材類(lèi)型的限制，有效克服了現(xiàn)有方法操作復(fù)雜、表面穩(wěn)定性差等問(wèn)題，為溫敏性表面提供了高效、快速的制備方法。