一種多孔疏水材料表面的親水性改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料表面改性領(lǐng)域，具體涉及一種多孔疏水材料表面的親水性改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多酚類化合物廣泛應(yīng)用于材料表面改性。而對(duì)于疏水性材料，雖然多酚類化合物能對(duì)疏水材料的表面進(jìn)行涂覆改性，但是由于材料的疏水性，導(dǎo)致溶液無法進(jìn)入到材料的空隙內(nèi)部，致使只能對(duì)材料表面改性，而無法對(duì)材料內(nèi)部改性。
[0003]聚丙烯無紡布是采用聚丙稀為原材料，具有強(qiáng)力高、縱橫向強(qiáng)力差異小，耐酸堿、無毒、無輻射，對(duì)人體生理無害，具有優(yōu)良的透氣性，色母粒染色，永不褪色等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于包裝購(gòu)物袋、旅游用品輔料、一次性醫(yī)療用品、汽車用品、日常用品、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用品等領(lǐng)域，是替代傳統(tǒng)布料及紙類的革命性產(chǎn)品。但是聚丙烯無紡布具有的憎水性及不良的血液相容性，使得用于血液過濾時(shí)其表面與血液中的血漿蛋白、血小板相互作用，引起血栓、免疫系統(tǒng)等不良反應(yīng)，限制了其應(yīng)用。
[0004]中空纖維膜外形像纖維狀，具有自支撐作用的膜。中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)的一種形式，其管壁上布滿微孔，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬。在水處理、制藥、化工等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
[0005]聚乙烯亞胺作為一種功能性水溶性大分子，它具有很強(qiáng)的親質(zhì)子性，在水溶液中，當(dāng)pH〈10時(shí)，其分子鏈上的胺基多處于質(zhì)子化狀態(tài)，其特性引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。聚乙二醇具有高度的親水性，在表面引入聚乙二醇鏈后，可在被修飾的基材周圍產(chǎn)生一層親水層，形成空間屏障，有效抑制蛋白質(zhì)吸附和血小板黏附。殼聚糖是一種帶正電的可降解天然多糖，其優(yōu)異的抗菌性、血液相容性、安全性、微生物降解性等被各行各業(yè)廣泛關(guān)注。肝素具有較強(qiáng)的抗凝血性，在臨床上被廣泛用作抗凝血、抑制血栓形成的藥物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種多孔疏水材料表面親水性改性方法。目前，常用的親水改性方法通常只能改性材料表面，而對(duì)于材料的孔隙內(nèi)部卻難以進(jìn)行改性。這是由于，對(duì)于疏水材料，由于材料的疏水性，使得親水性分子難以進(jìn)入材料內(nèi)部。特別是對(duì)于微米、納米級(jí)別的孔隙，常規(guī)的方法更是難以得到親水的效果。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:首先對(duì)多孔疏水材料預(yù)處理，將處理好的多孔疏水材料浸泡于多酚類化合物溶液中，利用多酚類化合物在預(yù)處理過的多孔疏水材料表面及孔隙內(nèi)部的聚合形成一層多酚類化合物層，然后將經(jīng)過多酚類化合物改性后的材料浸泡于含有親水性分子的溶液中，利用多酚類化合物豐富的活性位點(diǎn)與親水性分子反應(yīng)，得到多孔材料表面和孔隙內(nèi)部都具有尚未水性的材料。
[0008]本發(fā)明所述的多孔疏水材料表面的親水性改性方法為:
[0009](I)將待改性的多孔疏水材料置于前驅(qū)液中浸泡1-6小時(shí)；
[0010](2)將多酚類化合物和硅烷偶聯(lián)劑溶解在pH值為8-10的三羥基甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖液中，多酚類化合物的濃度為0.5-5g/L，硅烷偶聯(lián)劑的濃度為0.1-0.5g/L ;將步驟(I)處理后的多孔疏水材料浸泡于上述溶液中6-24小時(shí)，然后用去離子水沖洗干凈，得到表面和孔隙中都涂覆有聚合的多酚類化合物的多孔材料；
[0011](3)將親水性分子溶解在pH值為8-10的磷酸鹽緩沖溶液中，親水性分子濃度為l_5g/L;將步驟(2)得到的表面和孔隙中都涂覆有聚合的多酚類化合物的多孔材料浸泡在親水性分子的磷酸鹽緩沖溶液中，30-60°C下反應(yīng)6-48小時(shí)；取出，用去離子水沖洗干凈，干燥，得到表面和孔隙內(nèi)部都涂覆親水涂層的多孔材料。
[0012]所述的多孔疏水材料為聚丙烯無紡布、中空纖維膜。
[0013]所述的前驅(qū)液為二甲基亞砜、四氫呋喃、乙醇、丙酮中的一種或幾種。
[0014]所述的多酚類化合物為多巴胺、單寧酸。
[0015]所述的偶聯(lián)劑選自KH540，KH550，KH560，KH580，KH590。
[0016]所述的親水性分子為季銨化的聚乙烯亞胺、氨基聚乙二醇、殼聚糖、肝素、明膠。
[0017]所述的中空纖維膜的孔徑范圍為0.1-10 μm。
[0018]步驟⑴的浸泡過程中增加超聲處理。
[0019]本發(fā)明首先對(duì)多孔疏水材料進(jìn)行預(yù)處理，而后再通過多酚類化合物改性、并接枝親水性分子對(duì)材料進(jìn)行親水改性的方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多孔疏水材料表面和孔隙內(nèi)部都親水改性的效果。本發(fā)明通過簡(jiǎn)單有效的方法對(duì)疏水材料進(jìn)行改性，使得材料表面和孔隙內(nèi)部都有優(yōu)異親水性能的材料，克服了現(xiàn)有改性方法只能改性材料表面，而無法對(duì)多孔材料孔隙內(nèi)部進(jìn)行改性的弊端；并且根據(jù)接枝不同功能的親水性分子，還可以使得材料在親水的同時(shí)具備其他功能，比如說抗菌、抗蛋白粘附、抗腐蝕等。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單易行，改性后改性層牢固，材料親水效果提升明顯，適合推廣。
[0020]說明書附圖
[0021]圖1為實(shí)施例1中改性前后聚丙烯無紡布的實(shí)際親水效果圖；左側(cè)為改性前，右側(cè)為改性后。
[0022]圖2為實(shí)施例1中改性前后聚丙烯無紡布上的水接觸角。
[0023]圖3為實(shí)施例1中改性前后聚丙烯無紡布上HEK293細(xì)胞粘附生長(zhǎng)情況。
[0024]圖4為實(shí)施例6中改性前后中空纖維膜的實(shí)際親水效果圖；左側(cè)為改性前，右側(cè)為改性后。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不局限于以下的實(shí)施例。在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，但凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，這些等價(jià)形式的改動(dòng)、修改等均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0026]實(shí)施例1
[0027]使用季銨化的聚乙烯亞胺對(duì)聚丙烯無紡布進(jìn)行親水改性:將聚丙烯無紡布完全浸沒于乙醇中I小時(shí)，期間每隔20分鐘超聲10分鐘；將2g多巴胺溶解在IL三羥基甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖液中(pH = 8.5)，將經(jīng)過乙醇浸泡過的聚丙烯無紡布浸入上述多巴胺溶液中12小時(shí)；之后取出，用去離子水沖洗干凈。將沖洗干凈的包覆有多巴胺的聚丙烯無紡布再一次浸入到濃度為5g/L的季銨化的聚乙烯亞胺(分子量為250