[发明专利]一种表面两亲性聚酯薄膜及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面两亲性聚酯薄膜及其制备方法，属于聚酯薄膜材料表面改性领域。

背景技术

作为最重要的合成材料之一，PET薄膜具有许多优良性能，包括良好的力学性能、优良的光学性能和电气绝缘性能、较宽的使用温度范围、耐化学腐蚀、无臭无味、耐油脂等。其应用领域也从传统的包装膜和电子电器绝缘膜扩展到高透明反光膜、阻燃膜、复印膜、描图膜、空调膜、电热膜、建筑装饰用膜等。

随着人们对PET认识的逐渐深入，作为生物医学材料应用的PET在生物材料中占有越来越重要的地位。它具有良好的力学性能，化学稳定性，低的吸水性，对人体的体液具有高抗渗透性，因此其作为生物医学材料具有良好的应用前景。PET已应用于血管修复术、外科用手术线、人工心脏瓣膜缝合环、人工血管、细胞培养基材等生物医用领域。PET是一个含有酯基的线型聚合物，分子结构对称，结晶度较高，亲水性较差，生物相容性较差，植入体内时血液相容性不够理想，且易粘附细菌，在植入机体内会发生以生物材料为中心的感染（biomaterial-centered ingection，BCI），这种感染会影响机体及材料表面的组织相容性，严重时会引起反复感染甚至危及病人生命，因而必须对PET薄膜表面进行改性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是改善PET亲水性较差，生物相容性较差的技术问题，提供一种表面两亲性聚酯薄膜及其制备方法，该聚酯薄膜为PET薄膜，在PET薄膜表面接枝mPEG衍生物和苯乙烯共聚物。首先设计利用聚乙二醇单甲醚（mPEG）与丙烯酰氯发生酯化反应制备聚乙二醇单甲醚衍生物，进而通过表面引发原子转移自由基聚合在固定有原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂的聚酯薄膜表面引发聚乙二醇单甲醚衍生物与苯乙烯的共聚物，对聚酯薄膜基体表面进行功能化修饰。

一种两亲性聚酯薄膜表面的制备，具体包括以下步骤：

（1）mPEG端羟基丙烯酰化衍生物的制备

取适量mPEG于120℃真空干燥箱中干燥过夜，充分脱水后置于干燥器中备用。在三口烧瓶中加入经干燥处理后的mPEG及二氯甲烷，其质量体积比为0.1g/mL，搅拌下用冰盐浴将反应体系冷却至0℃至溶解，冰盐浴反应。加入三乙胺(TEA)，再将体积比为1/10的丙烯酰氯二氯甲烷溶液逐滴加入，原料摩尔比为：n（mPEG）：n（丙烯酰氯）=1：5，n（TEA）：n（丙烯酰氯）=1：1，约0.5～1h加完后，撤去冰盐浴，室温（本申请所指室温均为25℃）条件下继续反应24h。反应完成后用旋转蒸发仪脱除二氯甲烷溶剂，然后加入四氢呋喃(THF)再次溶解，滤去溶液中产生的白色胺盐，得到透明液体，旋转蒸发部分四氢呋喃，然后将所剩溶液倒入高速搅拌的无水乙醚中以沉淀产物，沉淀过程重复三次对单体进行充分纯化。过滤得到产物在40℃真空下充分干燥后备用。

mPEG端羟基丙烯酰化衍生物的制备是比较成熟的，有较多的文献报道，本发明所用的mPEG端羟基丙烯酰衍生物并不局限于上述的制备方法。

（2）聚酯薄膜引发剂的制备

将聚酯薄膜先后置于氢氧化钠溶液1和分析纯级的冰乙酸中，70℃条件下，分别水解1小时；然后将薄膜置于高锰酸钾浓度为50g/L的稀硫酸溶液中，在60℃条件下氧化1小时后，取出分别用稀盐酸、水、丙酮洗涤数次，置于烘箱中80℃干燥12h；之后再用质量体积比（w/v）为30g/L的五氯化磷的二氯甲烷溶液将聚酯薄膜酰氯化，常温密闭反应18小时后，将薄膜分别用二氯甲烷、丙酮洗涤数次，然后将聚酯薄膜置于含二乙醇胺浓度为40g/L的氢氧化钠溶液2中，常温条件下反应20小时后，取出分别用水、丙酮洗涤数次，置于烘箱中80℃干燥12h，然后将聚酯薄膜完全浸没于无水甲苯中，并向其中加入体积为无水甲苯体积的1/100的三乙胺，再用恒压滴液漏斗向烧瓶中缓慢滴加质量体积比(w/v)为100g/L的2-溴代异丁酰溴的无水甲苯溶液，2-溴代异丁酰溴的无水甲苯溶液加入量为无水甲苯体积的1/5，冰盐浴中避光反应4h，再常温反应20h后将薄膜取出分别用甲苯、无水乙醇、蒸馏水、丙酮洗涤数次，置于真空干燥箱中60℃干燥12h后，密闭保存，即获得表面固定上溴代酯类引发剂的PET薄膜。

（3）表面接枝PET薄膜表面接枝mPEG衍生物和苯乙烯共聚物