可見光誘導(dǎo)接枝聚合構(gòu)建材料功能表面及應(yīng)用研究.pdf

1、材料表面在使用過程中起到舉足輕重的作用，然而大多數(shù)材料由于自身的限制使得其表面的性質(zhì)并不能滿足所有需求，因此，提出一種對材料表面改性修飾方法顯得尤為重要。在表面改性眾多方法中，可見光引發(fā)材料表面接枝聚合改性是一種反應(yīng)條件溫和、成本低以及環(huán)境友好型的一種改性方法；并且由于多巴胺及其衍生物在弱堿性條件下幾乎可以黏附于任何材料表面，因此，本論文主要利用多巴胺衍生物在材料表面固定引發(fā)劑，提出了一系列基于可見光引發(fā)表面接枝改性的新方法。研究內(nèi)容主

2、要從以下三個(gè)方面展開：
　　1．基于多巴胺及其衍生物的粘附性能對于材料具有一定普適性，以及十羰基二錳（Mn2(CO)10）作為可見光引發(fā)劑在烷基溴存在下，可以由可見光照射引發(fā)自由基聚合，因此提出了一種基于可見光引發(fā)的材料表面接枝聚合功能化改性方法。首先，利用多巴胺合成帶有異丁基溴基團(tuán)的2-溴-N-（3,4-二羥基苯乙基）-2-甲基丙烯酰胺（BDAM），通過其在弱堿性下氧化自聚的性質(zhì)在各類基材表面（金片、玻璃、聚二甲基硅氧烷（PDM

3、S）、耗散型石英晶體微天平（QCM-D）芯片）形成一層穩(wěn)定的烷基溴層，隨后以十羰基二錳（Mn2(CO)10）為光引發(fā)劑，通過可見光引發(fā)在金片表面接枝聚合不同類型單體NIPAAm、tBA、NVP、St；同樣的利用可見光引發(fā)在各類基材表面接枝聚（N-異丙基）丙烯酰胺，通過可見光引發(fā)基材表面分別接枝聚合通過橢圓偏振儀、傅里葉紅外光譜儀、X射線光電子能譜、水接觸角儀、石英耗散天平等儀器分析了金片表面接枝聚合物后厚度的變化以及各材料表面接枝前后表

4、面化學(xué)組成的變化。當(dāng)聚合時(shí)間僅為10分鐘的時(shí)候金片表面PNIPAAm的厚度約為203nm，并且單體初始濃度與表面厚度呈線性分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法最大的特點(diǎn)是無論是對單體還是對基材均具有一定普適性，并且反應(yīng)可以在溫和條件下高效進(jìn)行。
　　2.基于十羰基二錳（Mn2(CO)10）做為光引發(fā)劑時(shí)，可見光可引發(fā)光引發(fā)劑十羰基二錳裂解從而奪取烷基溴形成R?自由基，因此，提出一種基于在室溫下可見光引發(fā)的PDMS表面自由基接枝聚合改性方法。首

5、先將合成的10-十一烯-2-溴異丁酸酯作為第三組分混入PDMS成膜固化，得到表面帶有烷基溴的PDMS，然后在Mn2(CO)10存在下可見光引發(fā)PDMS表面自由基接枝聚合不同類型的單體醋酸乙烯酯（VAc）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、甲基丙烯酸叔丁酯（t-BMA）、N-異丙基丙烯酰胺（NIPAAm）、苯乙烯（St）、甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯（OEGMA）、甲基丙烯酸三氟乙酯（TFEMA）、丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）。通過傅里葉紅外光

6、譜儀、X射線光電子能譜、水接觸角儀等儀器分析了PDMS改性前后表面化學(xué)組成以及表面浸潤性的變化。并且選擇醋酸乙烯酯為模型單體，表面接枝的聚醋酸乙烯酯（PVAc）通過醇解為聚乙烯醇（PVA）后，其水接觸角由108o降為68o，并且醇解后的表面具有良好的抗細(xì)胞、抗細(xì)菌粘附的生物功能。
　　3.通過兩種多巴胺衍生物N-（3,4-二羥基苯乙基）甲基丙烯酰胺（DAMA）和BDAM氧化自聚在金片表面固定碳碳雙鍵和烷基溴層，然后通過熱引發(fā)自由基

7、共聚和光引發(fā)聚合在表面分別接枝PDMAEMA和聚（3-丙烯酰胺基）苯硼酸（PBA）制備混合刷改性的表面。通過橢圓偏振儀、傅里葉紅外光譜儀、X射線光電子能譜、水接觸角儀等分析了表面每一步改性后厚度以及化學(xué)組成的變化；通過Zeta電位儀分析了表面接枝混合刷后在不同pH下表面電荷的變化，在pH=5.3（等電點(diǎn)）時(shí)，表面不帶電為電中性；當(dāng)pH<5.3時(shí)，表面帶正電，而pH>5.3時(shí)表面帶負(fù)電。并以金黃色葡萄球菌為模型細(xì)菌，通過熒光染色法分析了混