CN102698950B - 一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法 - Google Patents

一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法，配制能够对材料表面涂覆的含多巴胺的碱性缓冲溶液；将待改性材料浸没在上述的缓冲液中，在超声环境下，使溶液中的介质对材料表面进行改性。相对于传统静置涂覆改性工艺的改性时间长，涂层附着力差，表面不均匀等缺点，本发明大大缩短了改性时间，所得到的涂层附着力强，表面更均匀。采用传统工艺和本发明的方法分别对305不锈钢，载玻片和塑料PET进行了改性效果对比，验证了本发明的优点。

Description

一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法
技术领域
本发明涉及一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法。
背景技术
蚌类的分泌物中含有大量具有左旋多巴和赖氨酸结构的物质，能黏附于几乎所有的各类有机或无机材质表面。近几年研究表明具有类似结构的多巴胺及其衍生物由于其自聚合和粘附等特性能够通过简单的浸渍而涂覆与各种材料，特别是金属和金属氧化物的表面，从而可实现对无机材料表面接枝有机物的改性。
多巴胺涂层的附着强度和均匀度是实现对材料表面（特别是金属表面）改性的关键，然而通过简单浸渍法对材料表面进行改性的方法存在着一些问题：（1）涂覆时间一般需要24h以上；（2）涂层的强度相对较差；（3）涂层的均匀度也比较差。这在一定程度上影响了表面改性的质量。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法，能够对材料表面，特别是金属表面快速涂覆多巴胺的方法，即在超声条件下将材料浸入多巴胺水溶液进行涂覆反应，其特点主要是可大大缩短涂覆时间，而且得到的涂层更为均匀、致密，附着力更强。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法，配制能够对材料表面涂覆的含多巴胺的碱性缓冲溶液；将待改性材料浸没在上述的缓冲液中，在超声环境下，使溶液中的介质对材料表面进行改性，具体工艺过程是：
（1）    采用碱性缓冲溶液作为改性的溶液，缓冲液为Tris-HCl缓冲液：室温下称取0.1~0.2gTris，溶于80~100ml水中，然后加入0.1~1mol/L的盐酸溶液调节缓冲溶液的pH值，使缓冲溶液的pH值控制在7.5~9.5；
（2）    以多巴胺作为材料表面改性的介质，称取一定量的多巴胺溶于步骤（1）配置的缓冲溶液中，使多巴胺缓冲液的浓度控制在2~6mg/ml内；
（3）    将待改性材料浸没在多巴胺缓冲液中，置于超声环境中进行改性，改性时间控制在1~3h。
相比于现有技术，本发明方法优点和效果可归纳叙述如下：
相比于多巴胺静置改性法，本方法大大缩短了改性时间；得到的涂层附着力更强，相对更平整，颗粒大小更均一。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图；
图2是本发明的改性装置示意图；
图3是不锈钢材料涂覆样品表面对比图；
图4是不锈钢材料涂覆样品表面亲水性对比图；
图5是载玻片涂覆样品表面对比图；
图6是载玻片涂覆样品表面亲水性对比图；
图7是塑料PET涂覆样品表面对比图；
图8是塑料PET涂覆样品表面亲水性对比图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的材料表面改性的装置示意图。包括待改性基材1，含多巴胺的改性液2和超声仪3。
如图1所示，一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法，配置能够对材料表面涂覆的含多巴胺的碱性缓冲溶液；将待改性材料浸没在上述的缓冲液中，在超声环境下，使溶液中的介质对材料表面进行改性，具体工艺过程是：
（1）    采用碱性缓冲溶液作为改性的溶液，缓冲液为Tris-HCl缓冲液：室温下称取0.1~0.2gTris，溶于80~100ml水中，然后加入0.1~1mol/L的盐酸溶液调节缓冲液的pH值，使缓冲液的pH值控制在7.5~9.5；
（2）    以多巴胺作为材料表面改性的介质，称取一定量的多巴胺溶于步骤（1）配置的缓冲液中，使多巴胺缓冲液的浓度控制在2~6mg/ml内；
（3）    将待改性材料浸没在多巴胺缓冲液中，置于超声环境中进行改性，改性时间控制在1~3h。
实施例1
（1）    碱性缓冲溶液：Tris-0.1g；H2O-80ml；盐酸溶液-0.1mol/L；pH=7.5；
（2）    多巴胺改性液：2mg/ml
（3）    待改性样品：304不锈钢
如图3和图4所示，超声涂覆2小时比静置涂覆24小时的样品表面亲水性能更佳，且超声涂覆的不锈钢表面更有光泽，涂层更致密平整。
实施例2
（1）    碱性缓冲溶液：Tris-0.2g；H2O-100ml；盐酸溶液-1mol/L；pH=9.5；
（2）    多巴胺改性液：6mg/ml
（3）    待改性样品：载玻片
如图5和图6所示，超声涂覆2小时与静置涂覆24小时的样品表面亲水性能相近，且超声涂覆的载玻片的涂层更致密平整，更均匀。
实施例3
（1）    碱性缓冲溶液：Tris-0.121g；H2O-90ml；盐酸溶液-0.2mol/L；pH=8.5；
（2）    多巴胺改性液：3mg/ml
（3）    待改性样品：塑料PET
如图7和图8所示，超声涂覆2小时比静置涂覆24小时的样品表面亲水性能更优，且超声涂覆的载玻片的涂层更致密平整，更均匀。

Claims (1)

1.一种超声增强材料表面涂覆多巴胺的方法，其特征在于，配置能够对材料表面涂覆的含多巴胺的碱性缓冲溶液；将待改性材料浸没在上述的缓冲溶液中，在超声环境下，使溶液中的介质对材料表面进行改性，具体工艺过程是：
1)采用碱性缓冲溶液作为改性的溶液，缓冲溶液为Tris-HCl缓冲溶液：室温下称取0.1~0.2gTris，溶于80~100mL水中，然后加入0.1~1mol/L的盐酸溶液调节缓冲溶液的pH值，使缓冲溶液的pH值控制在7.5~9.5；
2)以多巴胺作为材料表面改性的介质，称取一定量的多巴胺溶于步骤1）配置的缓冲溶液中，使多巴胺缓冲溶液的浓度控制在2~6mg/mL内；
3)将待改性材料浸没在多巴胺缓冲溶液中，置于超声环境中进行改性，改性时间控制在1~3h。
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