[发明专利]一种表面形貌和性能可控的光敏性可降解梳状共聚物膜

说明书

技术领域

一种表面形貌和性能可控的光敏性可降解性梳状共聚物，属于功能高分子材料领域。

背景技术

近年来，梳状共聚物是一种特殊的接枝共聚物，其侧链上带有不同的官能团或链段具有特殊的性能，在溶液和熔体状态下表现出不同于其线性共聚物的独特物性，越来越得到人们的广泛关注。目前，表面浸润性及形貌可控材料在自清洁、微流体、药物释放、药物传输、仿生、纳米粒子模板和组织工程等领域都有很高的应用价值，已经成为一个十分重要的研究方向。其中，通过温度、光、电、磁场等外界环境的调控，来实现表面浸润性在亲水和疏水之间的转换，已成为目前的研究重点。然而，以往这些依赖外界环境的根本性改变对浸润性进行调节的手段，灵敏度不高，又浪费大量的药品和资源。

本发明采用单体肉桂酸(CA)，又名β-苯丙烯酸、3-苯基-2-丙烯酸，是从肉桂皮或安息香分离出的有机酸，具有紫外和荧光性能，由于其特殊的化学结构会发生[2+2]环加成反应和顺／反异构化等光致反应，所以，CA单体通过聚合所得到的材料可在光敏纳米材料、生物医学和环境等方面有所应用。ε-己内酯改性甲基丙烯酸酯(FM_n)是一类结构较为特殊的酯类单体，具有疏水性、可降解性和端羟基活性等，甲基丙烯酸聚乙二醇(MAPEG)酯类大分子单体中包含具有生物相容性、亲水性、温敏性等优异性能的聚乙二醇链段。同时分子中与酯基共轭的碳碳不饱和双键赋予该类大分子单体的后续反应性，因此能与其它单体进行共聚。本发明利用自由基共聚的方法制备的梳状共聚物，所得共聚物的亲水和疏水链段数、分子量、光敏性、降解速度均可以通过调节单体的投料比来控制。而且通过添加不同极性选择性溶剂，使梳状共聚物在溶液中发生不同效果的相分离，溶剂挥发成膜，得到的膜表面形貌及性能可控。这种新颖的选择性溶剂控制浸润性及表面形貌的方法，简易方便，可重复性强，适用于大规模工业化生产，有望开启浸润性调控领域的新篇章。本发明制得的表面形貌和性能可控的、具有光敏性和可降解性的共聚物膜，有望应用于组织工程材料和医用材料等领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面形貌和性能可控的光敏性可降解梳状共聚物膜。

本发明的技术方案：一种光敏性梳状共聚物，将肉桂酰氯(CC)与ε-己内酯改性甲基丙烯酸酯(FM_n，n=1～3)反应，制备得到一系列光敏性大分子单体(FM_nC，n=1～3)；以FM_nC，聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MAPEG)大分子为第一、第二单体，再与第三单体，如苯乙烯(St)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸叔丁酯(BMA)等进行自由基共聚，制备具有梳状结构的光敏性可降解三元共聚物。

以苯乙烯(St)为第三单体时，所得共聚物的结构为：

n=1-3，m=89，x=9～40；y=40～90；z=2～8，表示成PFM_nS。

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为第三单体时，所得共聚物的结构为：

n=1-3，m=89，x=6～23；y=20～57；z=1～5，表示成PFM_nG。

以甲基丙烯酸叔丁酯(BMA)为第三单体时，所得共聚物的结构为：

n=1-3，m=89，x=3～18；y＝16～38；z=2～7，表示成PFM_nB。

该类梳状共聚物的制备方法是将肉桂酸(CA)进行酰氯化后得到肉桂酰氯(CC)；再将ε-己内酯改性的甲基丙烯酸甲酯FM_n(n=1～3)系列单体溶解于四氢呋喃溶剂中，加入三乙胺，在冰水混合物浴下逐滴加入肉桂酰氯的四氢呋喃溶液，在室温下反应得到光敏性大单体(FM_nC)；使FM_nC，聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MAPEG)大分子单体与苯乙烯(St)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸叔丁酯(BMA)进行自由基共聚，制备具有光敏性可降解的梳状结构的三元共聚物，所得共聚物的数均分子量为3.2×10⁴-1.9×10⁵。

共聚物膜的制备方法是制得梳状共聚物溶解在CHCl₃中，配成0.1g/mL的共聚物溶液，将溶液涂在聚四氟乙烯板上，室温下使溶剂挥发成膜后真空干燥。分别向共聚物溶液中滴加水或正己烷，制备具有不同浸润性和表面形貌的共聚物膜。