[发明专利]一种化学气相沉积法制备可降解聚合物纳米纤维的方法

说明书

本发明公开了一种化学气相沉积法制备可降解聚合物纳米纤维的方法，属材料技术领域。本发明采用化学气相沉积(CVD)技术，在聚对二甲苯或两种功能化的聚对二甲苯中，引入不饱和环状缩醛5,6‑苯并‑2‑亚甲基‑1,3‑二氧杂环庚烷(BMDO)，以向列型液晶为模板，根据自由基聚合机理，成功制备了主链可降解的共聚物纳米纤维，该制备方法具有纤维自身的尺寸、形貌、组成可控的特点，避免了传统静电纺丝法制备纤维存在溶剂后处理问题，环境污染严重等缺点，所得可应用于药物释放体系、组织工程、微流体装置等，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及聚合物纳米纤维的制备，具体涉及一种化学气相沉积法制备可降解聚合物纳米纤维的方法。

背景技术

近年来，聚合物纳米纤维广泛应用于生物医学领域，它可以用作功能性膜、细胞支架、仿生材料、细胞载体等。对于生物医用材料而言，生物相容性和可降解性是医用高分子最重要的特征。在过去的几十年里，可降解的生物材料一般是指可水解、不稳定的聚合物。有关这些材料的某些特定医学应用鲜有报道，现在的研究还只是对一少部分聚合物体内毒理学研究，降解速率和机理的研究等。此外，极少数的合成的可降解聚合物可以用于医疗植入并且得到食品药品管理局的认可。因此，寻找开发新型、简单高效、环境友好的可降解聚合物纳米纤维十分必要。

目前，聚合物纳米纤维的制备方法有拉伸法、模板合成、微相分离、自组装和静电纺丝等。其中，静电纺丝法具有操作简单、应用范围广等优点而被广泛使用。该方法制备得到的纤维具有很多优点，如较大的比表面积、较高的孔隙率、孔径的分布范围广，其形态结构也与天然的细胞间质类似等特点。然而，静电纺丝法主要针对溶液纺丝体系，生产效率较低，且量产问题需要解决。

聚对二甲苯(PPX)，是一种无支链、高度结晶，高纯、致密、有极其良好的电绝缘性、耐热性、耐候性以及化学稳定性的高分子材料。PPX一般作为敷形涂层材料，涂层厚度均匀可控、致密无针孔、透明无应力、不含助剂等优点，目前主要采用化学气相沉积聚合(CVD)法来制备。PPX涂层以其优良的生物相容性、生物稳定性、耐潮湿、耐化学腐蚀、介电性能已经在各种医学和电子设备中。然而，聚对二甲苯不溶于许多溶剂，不能用作以溶剂为基础的涂层，也不能用溶液来使其形成薄膜或者纤维，目前在工业上的应用受到了传统制造技术的阻碍。此外，对于理想的生物医用材料来说，除了应具备良好的生物相容性、表面活性(反应活性)外，同时应可被生物体吸收或降解，但聚对二甲苯自身不能降解。因此，对聚对二甲苯进行改性，拓展其应用范围，对新型聚合物纳米纤维的制备具有重大意义。

发明内容

为了拓展可降解聚合物纤维的种类，并解决传统纤维制造技术存在的生产效率较低，且存在溶剂后处理问题，环境污染问题，本发明提供了一种简单、高效、温和条件下制备可降解聚合物纳米纤维的方法，该方法克服了传统纤维制备方法的溶剂后处理问题，且发明反应条件简单，反应过程温和迅速，且形貌可控。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现：

一种化学气相沉积法制备可降解聚合物纳米纤维的方法，包括以下步骤：

以对二甲苯二聚体或其衍生物和BMDO为前驱体，置于CVD升华区，其中BMDO过量，将向列型液晶置于带有铜网的载物片上，并将其放置在沉积室样品台上；

设置裂解腔目标温度500～550℃，同时将体系保持在相对较低的真空度下，待沉积区温度达到设定温度后，提高真空度，达到0.08Torr以上时，在沉积速率下，开始进行CVD聚合，样品台的温度为-10～20℃；

CVD反应结束后，将有CVD涂层的载物片用溶剂浸泡除去残留的液晶，自然烘干后得到可降解聚合物纳米纤维。

所述的向列型液晶为E7、TL205或5CB。

二甲苯二聚体的衍生物是4-羟甲基-对二甲苯二聚体、4-乙炔基-对二甲苯二聚体中的一种或几种。