[發(fā)明專利]一種納米纖維素/聚多巴胺/聚乙二醇復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810331559.0
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108424522B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 雷廷宙;張修強;董莉莉;張艷彩;吳清林;任素霞;李自杰;孫堂磊
• 申請（專利權）人: 河南省科學院能源研究所有限公司
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00
• 代理公司: 41126 鄭州立格知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 田小伍;劉彩霞<國際申請>=<國際公布>

本發(fā)明公開一種納米纖維素/聚多巴胺/聚乙二醇復合材料，其由納米纖維素的表面經(jīng)聚多巴胺改性，再接枝聚乙二醇制得，聚乙二醇為氨基或巰基化修飾且甲氧基封端的聚乙二醇。同時提供其相應的制備方法。本發(fā)明的納米纖維素/聚多巴胺/聚乙二醇復合材料可再次分散于水、N’N?二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或乙醇等極性溶劑中，分散性好、無沉降現(xiàn)象發(fā)生，熱穩(wěn)定好，且由于復合材料僅局限于對納米纖維素（CNCs）的表面改性，CNCs的納米晶體結構不受影響。

技術領域

本發(fā)明屬于納米復合材料技術領域，具體涉及一種納米纖維素/聚多巴胺/聚乙二醇復合材料及其制備方法。

背景技術

納米纖維素（纖維素納米晶體，Cellulose Nanocrystals，CNCs）是一類長度在幾百納米、寬度為幾十納米的紡錘型、高長徑比的一維納米材料，通常由微晶纖維素經(jīng)強酸水解后制得。CNCs具有超高的楊氏模量、抗拉強度及極低的熱膨脹系數(shù)，可作為一種高性能材料增強劑，在凝膠材料、膜材料、高分子生物醫(yī)用材料等方面具有潛在的應用（Habbi Y, etal., Chemical Reviews, 2010, 110(6), 3479-3500）。然而，由于CNCs表面富含羥基、極性高、氫鍵作用強，極易發(fā)生不可逆團聚，導致其無法有效分散到待增強的基體中，而更多的是以懸浮液的形式保存和使用，進而限制了其廣泛應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于提供一種納米纖維素/聚多巴胺/聚乙二醇復合材料，同時提供其相應的制備方法是本發(fā)明的另一發(fā)明目的。

基于上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：

一種納米纖維素/聚多巴胺/聚乙二醇復合材料，其由納米纖維素的表面經(jīng)聚多巴胺改性，再接枝聚乙二醇制得，聚乙二醇為氨基或巰基化修飾且甲氧基封端的聚乙二醇。

所述納米纖維素、聚多巴胺、聚乙二醇的質量比為（4-15）︰1︰（2-15）。

所述聚乙二醇的分子量為1000-10000。

制備納米纖維素/聚多巴胺/聚乙二醇復合材料的方法，包括以下步驟：

1）攪拌條件下，向濃度為0.2-2wt%的納米纖維素水性懸浮液中依次添加弱堿性緩沖劑和多巴胺鹽酸鹽混合，混合體系pH值大于8.5，反應后，反應時間大于等于12h，離心、透析，透析時，截留分子量為10K-300K，得納米纖維素/聚多巴胺懸浮液；

2）向步驟1）的納米纖維素/聚多巴胺懸浮液中添加弱堿性緩沖劑，使混合體系pH值為大于8.5，再加入氨基或巰基化修飾且甲氧基封端的聚乙二醇，于30-55℃下，攪拌12-48h，離心、透析、冷凍干燥，得納米纖維素/聚多巴胺/聚乙二醇復合材料；透析時，截留分子量為10K-300K。

步驟1）和2）中弱堿性緩沖劑為三（羥甲基）氨基甲烷，離心條件：離心轉速9000-10000r/min，離心時間為10-15min；步驟1）混合及反應時，攪拌轉速為500-2000 r/min，反應時間為12-48 h。

步驟1）和2）透析條件：室溫下，透析24-48h；步驟2）攪拌轉速為100-500 r/min。

多巴胺是一種神經(jīng)遞質，含鄰苯二酚和氨基官能團，其在弱堿性水溶液中可發(fā)生氧化自聚合反應，得到聚多巴胺（Polydamine, PDA），PDA具有強黏附性，可在不同基質，甚至于超疏水表面形成涂層，涂層厚度可控，且具有很高的穩(wěn)定性。

PEG是一種電中性的聚合物，可溶解于水和大多數(shù)的有機溶劑，具有良好的生物相容性，可降解性，防止非特異性蛋白吸附等優(yōu)良性質，在生物醫(yī)用領域，如藥物緩釋及顯影等方面被廣泛用。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：