CN104744720A - 一种聚乙烯吡咯烷酮接枝改性聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备聚乙烯吡咯烷酮接枝改性聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的方法，该方法包括：将PET膜进行等离子体处理和UV辐照，在PET膜表面产生活性基团，并诱导接枝聚合乙烯吡咯烷酮，制备的聚乙烯吡咯烷酮接枝的PET复合膜具有良好的亲水性，其表面水接触角可达15°，且其生物相容性好，无生物细胞毒性，有利于提高PET作为植入材料在生物体内的应用。

Description

一种聚乙烯吡咯烷酮接枝改性聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的方法

技术领域

本发明涉及一种利用低温等离子和紫外光（UV）诱导技术在聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜表面接枝聚合乙烯吡咯烷酮（NVP）的方法，具体的说是一种制备聚乙烯吡咯烷酮接枝改性聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的方法。

背景技术

高分子材料由于具有良好的可加工性、韧性和成膜性，特别是那些具有无色透明、高绝缘和良好热稳定性的高分子薄膜材料，被广泛地用于保护膜、包装等工业领域；同时由于自身的物理力学性能、化学稳定性和无生物毒性，在医用领域也有着广泛应用。

但是作为植入材料而言，如介入导管及人工韧带等，材料除了具有上述的所需性能之外，还应具备良好的亲水性，表面应生物相容性好，且易于细胞进行粘附且不影响增殖分化，无细胞毒性。不管怎样，往往这些高分子材料本身的这些特性如亲水性和生物相容性并不理想，所以要通过对高分子材料表面进行改性，才能使得这些性能得到有效提高。

一般的改性方法是在材料表面接枝上具有良好的亲水性和生物相容性的高分子，这样制得的复合材料除了具有基底材料良好的力学性能、化学稳定性外，而且还具备了可用于医用的所需性能，既良好的亲水性和生物相容性，且无细胞毒性。

传统的表面改性方法大多是是湿法化学改性方法，对于湿法化学改性，能够造成聚合物链的部分降解和剪裂，并导致材料力学性能的降低和进一步降解。

这就需要在高分子材料表面接枝上具有良好的亲水性、生物相容性及无细胞毒性的高分子接枝物，且采用的接枝方法只改变材料表面的性质，不改变基底的性能，这样材料才能得到有效利用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的技术问题，在PET薄膜上接枝聚合乙烯吡咯烷酮。表面接枝PNVP的PET-PNVP复合膜具有良好的亲水性，且其生物相容性好，材料表面易于细胞粘附，无细胞毒性等特点，以期用于医用材料。

本发明的目的还在于提供一种PET薄膜表面接枝聚乙烯吡咯烷酮的方法。

本发明的目的是这样实现的，本发明方法包括下列步骤：

①、将PET薄膜（1cm×6cm）用丙酮在超声状态下清洗干净并置于等离子体的真空室内。

②、在氧气流40kpa下对PET薄膜进行低温等离子体处理，功率150W，处理时间为2min。

③、将通过步骤②处理的PET薄膜取出后立即放入蒸发皿中，并立即向蒸发皿中倒入含有光引发剂二苯甲酮（BP）的20mL乙烯吡咯烷酮（NVP）水溶液，盖上石英片，将PET薄膜放入UV辐照装置中，在1000W波长为365nm的UV灯下进行接枝聚合反应，在所述UV辐照装置中，UV灯与石英片之间的距离为19cm，反应时间为5min，乙烯吡咯烷酮NVP水溶液的浓度为15%以上。

所述UV辐照装置包括带有暗箱门1的暗箱2、设置在暗箱2内部的带有灯罩3的UV灯4，连接UV灯4的开关5。

④、将经过步骤③处理的PET薄膜，用丙酮及温度为40℃-50℃的热去离子水进行清洗30min，以去除物理吸附的聚合物PNVP及NVP单体，得到聚乙烯吡咯烷酮接枝改性的PET薄膜。

⑤、将经步骤④处理后的PET膜放入真空干燥箱内，在45 ℃温度下烘干至恒重，得到聚乙烯吡咯烷酮接枝改性的PET薄膜。

本发明具有一下优点和积极效果：

1、本发明采用低温等离子体和UV诱导接枝技术，对PET材料表面进行接枝改性，在PET材料表面接枝聚合乙烯吡咯烷酮，使得制备的PET-PNVP复合膜材料具有良好的亲水性，生物相容性，且材料表面无细胞毒性，可以用于医用材料。

2、本发明采用的原料聚乙烯基吡咯烷酮不仅单体溶于水，而且它的聚合物聚乙烯基吡咯烷酮也溶于水。聚乙烯基吡咯烷酮有许多优良的物理化学性质，如生理相容性、增溶性、成膜性和水溶性等，这使得它接枝于高分子材料的表面可以有效地提高材料表面的生物相容性和亲水性能，特别是它的无毒性可以使得由此制备的高分子复合膜用于医用领域，如人工植入材料等。

3、本发明基底（PET薄膜）是一种无色透明、高绝缘、具有良好热稳定性的聚酯薄膜，被广泛地用于保护膜、包装等工业领域；同时由于自身的物理力学性能、化学稳定性和无生物毒性，在医用介入导管和LARS人工韧带等医用材料方面也越来越受到关注。

4、本发明采用的低温等离子体诱导接枝和UV辐照接枝是新型的材料表面改性接枝技术，他们的优点在于可以不改变PET薄膜基体的深层化学性能，又能在基底表面产生引发基团，从而诱导接枝功能性高分子到其表面，并且以此制备的复合膜具有结合牢固、化学性质稳定的特点。

5、本发明制得的聚乙烯吡咯烷酮接枝的PET复合膜具有良好的亲水性，其表面水接触角可达15°，且其生物相容性好，无生物细胞毒性，有利于提高PET作为植入材料在生物体内的应用。

6、本发明由于采用低温等离子体和UV诱导技术可以不改变基底的深层化学性质，只改变其表面性质，不影响基底的力学性能，且接枝物与基底之间由于化学键链接而结合牢固，化学性质稳定。

附图说明

图1是本发明UV辐照装置结构示意图。

具体实施方式

将PET膜（1cm×6cm）用丙酮在超声状态下清洗干净并置于真空室内，在氧气流下进行低温等离子体处理，功率150W，处理时间为2min。将等离子处理过的PET膜取出后立即放入蒸发皿中，并立即向蒸发皿中倒入含有光引发剂二苯甲酮（BP）的20mLNVP水溶液，NVP水溶液的体积浓度为15%-20%。盖上石英片，在1000W的UV灯（波长为365nm）下进行接枝聚合反应（如图1所示）,UV灯与石英片之间的距离为19cm，反应时间内未5min-9min。反应结束后，以丙酮及40℃-50℃的热去离子水清洗掉物理吸附的聚合物PNVP及NVP单体，最后于45 ℃真空干燥箱内烘干至恒重，得到聚乙烯吡咯烷酮接枝改性的PET薄膜。

Claims (2)

1.一种聚乙烯吡咯烷酮接枝改性聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的方法，其特征在于:该方法包括下列步骤：

①、将PET薄膜；用丙酮在超声状态下清洗干净并置于等离子体的真空室内；

②、在氧气流40kpa下对PET薄膜进行低温等离子体处理，功率150W，处理时间为2min；

③、将通过步骤②处理的PET薄膜取出后立即放入蒸发皿中，并立即向蒸发皿中倒入含有光引发剂二苯甲酮；的20mL乙烯吡咯烷酮；水溶液，盖上石英片，将PET薄膜放入UV辐照装置中，在1000W波长为365nm的UV灯下进行接枝聚合反应，在所述UV辐照装置中，UV灯与石英片之间的距离为19cm，反应时间为5min，乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度为15%以上；

④、将经过步骤③处理的PET薄膜，用丙酮及温度为40℃-50℃的热去离子水进行清洗30min，以去除物理吸附的聚合物PNVP及NVP单体，得到乙烯吡咯烷酮接枝改性的PET薄膜；

⑤、将经步骤④处理后的PET膜放入真空干燥箱内，在45 ℃温度下烘干至恒重，得到聚乙烯吡咯烷酮接枝改性的PET薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯吡咯烷酮接枝改性聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的方法，其特征在于:所述UV辐照装置包括带有暗箱门的暗箱、设置在暗箱内部的带有灯罩的UV灯，连接UV灯的开关。