CN115160485B - 一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法 - Google Patents

一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，该方法包括以下步骤：⑴称量各单体：噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体5%~30%、两性离子抗粘附单体15%~35%、丙烯酸酯类共聚单体40%~65%、丙烯酰胺类交联单体0.5%~3%；⑵在配有加热搅拌装置的反应器中，加入去离子水，控制反应器温度，并通入惰性气体；然后，在机械搅拌下，依次加入噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体、两性离子抗粘附单体、丙烯酸酯类共聚单体、丙烯酰胺类交联单体以及分散剂，搅拌均匀后加入引发剂，快速搅拌得到反应混合液；⑶反应混合液进行聚合反应后，冷却至室温、过滤，经透析分离、冷冻干燥，即得粉末状双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球。本发明工艺简单、易于实现工业化。

Description

一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法
技术领域
本发明涉及抗菌功能高分子材料领域，尤其涉及一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法。
背景技术
在人类的生产、生活中，微生物可发挥其有益的作用。一方面，细菌作为所有生物中数量最多的一类，对人类活动有很大的影响。如：利用有益菌进行酿造（酒、醋、乳酪、酸奶等）、发面、部分抗生素的制造、水处理等。另一方面，虽然全球医疗水平不断提高，但由病原体入侵引起的发病率和死亡率仍然居高不下。传染病仍然是全球前五位主要死因之一，仅在2017年就导致810万人死亡（约占当年所有死亡人数的14.6%）。此外，细菌污染的增加严重影响了工业品的质量和寿命，进一步威胁到人类的健康，并会造成极其严重的后果，包括致命的疾病、患者死亡率增加以及昂贵的医疗费用等。细菌和真菌感染通常发生在材料的表面，这些材料涉及各个领域，例如医疗、家用电器、食品包装等。细菌传播通常也会发生在医院环境中的医护人员和患者之间。因此，迫切需要设计和开发一种新型的抗菌涂层以满足时代和市场的需求。抗菌涂层可以减少细菌通过表面材料的粘附，添加传统的杀菌剂也可以达到杀菌的效果。然而，传统的杀菌剂有时会污染环境并具有其它一些副作用。此外，传统杀菌剂的广泛使用已导致许多细菌对抗生素产生了耐药性。基于这一启示，迫切需要开发安全性好、抗菌活性强、能快速杀菌、不产生细菌耐药性的新型抗菌材料。
两性离子聚合物被认为是继聚乙二醇之后最有发展潜质的亲水性防污材料，其聚合物链段上带有相同数目的正负电荷，较高的离子基团密度使两性离子更容易发生水合作用，并在其表面形成致密的水合层，细菌必须穿越水合层才能粘附在材料表面。因此，水合层就像壁垒一样保护了材料表面免受微生物的粘附，从而表现出抵抗微生物粘附的防污特性。发明专利CN 114163554 A公开了一种聚多巴胺-两性离子聚合物含铜抗菌涂层及其应用，其先制备了以酚羟基为端基的两性离子聚合物，与多巴胺混合后溶解于碱性缓冲溶液中，再加入硫酸铜和过氧化氢形成涂层溶液，最后将医疗植入材料浸入其中，即可在医疗材料表面形成抗菌涂层。但此方法制备过程较为复杂，且含多巴胺的聚合物在使用过程中存在儿茶酚基团容易被氧化的弊端，将会导致聚合物粘附性逐渐变差，影响其抗菌效果。发明专利CN 110669242 A公开了一种具有抗蛋白粘附和抗菌功能的高分子材料的表面处理方法，其是以表面含有环氧乙烷基团的基底高分子材料为载体，加入含巯基的小分子进行反应，即巯基与两性离子单体发生自由基聚合反应，从而将两性离子单体接枝于基底高分子材料上，改变了高分子材料表面的化学结构，但合成的聚合物主要的功能是抗蛋白粘附，其抗菌性能并不明显。发明专利CN 113842508 A公开了一种抗菌仿生涂层及其制备方法与应用，其先对基体材料表面进行活化处理，然后将活化后的基体材料置于中性或偏碱性的缓冲溶液中，加入多酚化合物和锌盐等，通过水热法制备了多酚/锌-两性离子涂层，即得到具有亲水性的防污抗菌仿生涂层材料。当细菌接触该材料时，起初材料表面为抗粘附表面，起到抗细菌粘附的功能。一旦细菌增长繁殖，其代谢产生的酶使表面的负电荷释放，该材料起到季铵盐阳离子表面抗菌的功能。Wang JT et al.,（Antibacterial zwitterionicpolyelectrolyte hydrogel adhesives with adhesion strength mediated byelectrostatic mismatch [J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12:46816-46826.）将两性离子化合物MASB引入水凝胶中，利用其单元结构中-N+(R)3和-SO3 -的强偶极矩，可与皮肤上的极性基团-COOH和-NH2相互作用建立粘附。王小佳（抗菌防污表面的构建及其性能研究[D]，渤海大学，2021.）利用盐酸多巴胺与烯烃的聚合反应，在硅材料表面构建了亲水改性表面、抗菌改性表面及亲水抗菌改性表面。研究结果表明：抗菌改性表面能有效杀菌但不能抑制细菌粘附；亲水抗菌改性表面能够有效降低硅表面的污染。其中，亲水基团在内层、抗菌基团在外层的改性表面，表现出更加有效的抗污染性能，说明将两性离子和其它抗菌材料结合，具有更好的抗菌性能和应用前景。
高分子抗菌材料主要有天然高分子抗菌材料和合成高分子抗菌材料。天然高分子主要来自于天然植物的提取，如甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等，使用简便，但抗菌作用有限，杀菌率低、种类少。其优点是低毒、使用安全、耐候性优良等，但是其耐热性较差，抑菌持续时间短。壳聚糖是一种可降解的生物聚合物，由于其固有的抗菌性和生物相容性、非抗原性、多种生物活性、镇痛、止血等特性，可以避免伤口的微生物感染，促进细胞附着和增殖，从而促进组织再生，在伤口敷料应用领域备受关注。Chen HL et al.,（An injectableself-healing hydrogel with adhesive and antibacterial properties effectivelypromotes wound healing [J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 232: 115823.）设计了带有壳聚糖和魔芋葡甘露聚糖的可注射自愈水凝胶，其除了可注射的自我修复特性外，水凝胶还具有粘附和抗菌特性，并具有生物相容性，能促进伤口的愈合。然而，由于壳聚糖仅在酸性介质中可溶，且表现出阳离子性质，其抗菌性能中等，仅在酸性环境中才表现良好。
合成高分子抗菌剂是在高分子聚合物的侧链或主链上含有抗菌基团，这类抗菌剂能够克服无机、有机和天然抗菌剂的性能不稳定、有毒、易挥发、易渗入人体等不足，从而具有刺激性小、无残留、毒副作用低等特点。其抗菌基团通过配位或共价键等结合方式接枝在高分子链上，能保证其良好的抗菌耐久性，并可应用于众多领域。发明专利CN 111217956 A公开了一种阳离子型释迦果状丙烯酸酯共聚物抗菌微球的制备方法，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出较为优异的抗菌活性。高分子抗菌材料中的噻唑类共聚物，其抗菌活性源于噻唑中富电子的氮、硫杂原子和五元芳香结构，易于通过非共价键力与细菌代谢酶结合，从而干扰细菌正常的代谢过程，达到抗菌的效果。此外，含噻唑基团的化合物还具有抗氧化、镇痛、抗菌、抗癌、抗过敏、降压、抗炎、抗疟疾、抗真菌、抗精神病等多种药理作用。发明专利CN 112279957 A公开了一种水性聚丙烯酸酯抗菌乳液及其制备方法和在涂料中的应用，是以水为溶剂将含异噻唑啉酮基单体与丙烯酸酯类单体通过预乳化、聚合、熟化和后处理等步骤得到的水性聚丙烯酸酯乳液，其分散性好、粒径分布均匀，且配伍稳定和相容性好，同时具有很好的抗菌性和耐霉菌性，抗细菌率大于99.9%，防霉等级可达0级。其可直接在水性涂料中作为杀菌剂应用，但与常用的水性涂料如聚丙烯酸、聚氨酯或环氧树脂等乳液复配使用时，使含单一抗菌基团的抗菌性能明显降低。发明专利CN 113136003 A公开了一种含噻唑结构的抗菌苯丙乳液及其制备方法和应用，其中含噻唑结构的(甲)丙烯酸酯的加入，赋予苯丙乳液具有抗菌性能，对苯丙乳液的稳定性、固含量、凝胶率、单体转化率等性能基本没有影响。其抗菌性能来源于噻唑，但该制备过程较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、快捷、易于工业化的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴按质量百分比计称量各单体：噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体5%~30%、两性离子抗粘附单体15%~35%、丙烯酸酯类共聚单体40%~65%、丙烯酰胺类交联单体0.5%~3%；
⑵在配有加热搅拌装置的反应器中，首先加入单体总质量10~20倍的去离子水，控制反应器温度为5~10℃，并通入惰性气体10~30 min；然后，在机械搅拌下，依次加入噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体、两性离子抗粘附单体、丙烯酸酯类共聚单体、丙烯酰胺类交联单体以及分散剂，再搅拌20~30 min混合均匀后，继续加入引发剂，快速搅拌得到反应混合液A；
⑶将所述反应混合液A通过加热浴迅速升温至60~90℃，并匀速搅拌，进行聚合反应；反应完毕后，再将反应混合液B冷却至室温，用400目尼龙网过滤除去凝聚物，即得双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球乳液；该微球乳液经透析分离、冷冻干燥，即得粉末状双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球。
所述步骤⑴中噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体是指甲基异氰酸丙烯酸酯噻唑或甲基异氰酸丙烯酸酯苯并噻唑。
所述步骤⑴中两性离子抗粘附单体是指甲基丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱、丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱或1-乙烯基-3-丙基咪唑磺酸盐中的一种。
所述步骤⑴中丙烯酸酯类共聚单体是指甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或二种的组合。
所述步骤⑴中丙烯酰胺类交联单体是指N,N-亚甲基双丙烯酰胺或N,N-乙烯基双丙烯酰胺。
所述步骤⑵中惰性气体为氩气或氮气。
所述步骤⑵中分散剂是指非离子型分散剂聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，其用量是所述总单体质量的1%~6%。
所述步骤⑵中引发剂是指过硫酸钾或过硫酸铵，其用量是所述总单体质量的0.5%~2.5%。
所述步骤⑶中聚合反应温度为60~90℃，搅拌条件是指机械搅拌，搅拌速率为200~400 r/min，聚合反应时间为2~6 h。
所述步骤⑶中透析分离是指用透析袋透析分离，其透析时间是1~4 d，透析袋截留相对分子量为8000 kDa。
本发明所制备的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球，采用如下方法进行了表征分析、性能测试。
【红外光谱分析】
图1为双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的红外光谱图。从图中可以看出，在2990 cm-1和2951 cm-1分别为丙烯酸酯聚合物链中-CH3和-CH2的C-H伸缩振动吸收峰。3415 cm-1附近的强宽峰归因于-OH和-NH的伸缩振动峰。1521 cm-1和1452 cm-1分别是环骨架C=N和C=C的伸缩振动特征峰。在1635、1454和1253 cm-1处的吸收峰归因于酰胺I、II和III的特征吸收峰。在1727 cm-1处出现一个强吸收峰，是酯羰基（C=O）的特征峰。此外，1178 cm-1和1045 cm-1处是磺酸基（-SO3 -）的特征吸收峰。1320 cm-1和875 cm-1处归因于噻唑基的特征吸收峰。由此可以证明，所有单体均参与了聚合反应，说明双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球已制备成功。
【扫描电镜分析】
图2为双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球尺寸为1 µm和200 nm的扫描电镜图。从图中可以看出，当各类单体共同参与聚合反应后，得到的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物微球是光滑的纳米微粒，其尺寸小于200 nm，说明其具有较大的比表面积，更容易与细菌接触，达到抗菌的目的。
【粒径分析】
图3为双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的粒径分析图。从图中可以看出，双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球粒径分布均匀，平均粒径约为210 nm，其粒径分布相对较宽。原因是其测试过程中分散于水溶液中，导致有部分纳米微球发生了团聚。说明形成的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球具有纳米尺寸，这一结果与扫描电镜中观察到的结果相似。另外，通过Zeta电位测试发现该微球表面带正电荷，其可充分与带负电荷的细菌接触，促进杀菌效果。
【营养琼脂培养基法测定抗细菌性能】
（1）营养琼脂培养基法测定抗细菌性能：采用营养琼脂培养基为抗菌基料，大肠杆菌、金黄色葡萄球菌为测试菌种，在生化培养箱（37℃，适宜湿度）中进行抗菌活性测试。通过平板计数法评估双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果，结果如图4所示。平板上长的小白点代表存活细菌菌落的生存情况，由图4培养板的抗菌照片可以清楚看到。在对照平板（A0、B0）上，两种细菌即大肠杆菌（A0），金黄色葡萄球菌（B0）显示出相对密集的菌落，表明在没有添加双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的情况下，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌会无限制的生长。但是，将细菌的菌悬液与双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球接触培养24 h后，培养板（A1、B1）上细菌即大肠杆菌（A1），金黄色葡萄球菌（B1）菌落的生长明显受到了抑制，这说明双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球对选定的细菌具有优异的抗菌活性。
（2）采用营养琼脂培养基为抗菌基料，将双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球加入到普通涂料、染料、油墨中进行抗菌性能检测，取一定浓度的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球溶液和普通的油墨、染料、涂料混合并铺涂在营养琼脂培养基上，用涂布棒涂布均匀，直至将营养琼脂培养基表面涂干即可。然后将营养琼脂培养基置于生化培养箱中（37℃、适宜湿度）培养48 h，观察营养琼脂培养基上菌落的生长情况，手动计数活细胞（菌落）的数量。以不加入双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的抗菌溶液为对照组（A0、A1、A2），通过平板计数法评估含双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球在油墨、涂料、染料（B0、B1、B2）中的抗菌效果，结果如图5所示。由图5可以看出，普通的油墨（A0）、涂料（A1）、染料（A2）在没有添加本发明抗菌剂的情况下，细菌会大量繁殖。而加入抗菌剂后，明显的看到油墨（B0）、涂料（B1）、染料（B2）中细菌的繁殖被有效的抑制，表明双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米颗粒对油墨、染料、涂料具有很好的抗菌活性。因此，其有望应用于精细化学品中，发挥其抗菌和抗细菌粘附的协同作用。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明以噻唑异氰酸丙烯酸酯类为抗菌单体、两性离子为抗粘附单体、丙烯酸酯类单体为共聚单体、丙烯酰胺类为交联单体，采用一锅乳液聚合法成功合成了一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球材料。这种微球可以在保持杂环噻唑抗菌活性的同时，还保持了两性离子抗粘附的功能。
2、本发明双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的抗菌基团和抗粘附基团是通过化学键结合，不会溶出基体，其得到的聚合物更加稳定，可赋予抗菌微球优异的抗菌性能，从根本上克服了传统抗菌剂的诸多缺点。
3、本发明在制备过程中无有机溶剂参与，无毒无味、安全可靠，是一种绿色环保的抗菌材料。
4、本发明所制得的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球显示正电性，是一种表面光滑、分布均匀的纳米微球。微球较小的尺寸使其具有更大的比表面积，可增加其与细菌接触的几率，因而表现出更优的抗菌效果。
5、本发明所制得的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球是一种对细菌（大肠杆菌和金黄色葡萄球菌）较为敏感的抗菌材料，其优异的抗菌活性主要由噻唑和两性离子协同作用。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99.9%以上。
6、本发明工艺简单、反应条件温和、合成时间短，易于通过旋涂、浸涂、喷涂等方式实现工业化。其应用范围广泛，可将其应用于涂料、油墨和染料等精细化学品的抗菌，并能够有效抵抗环境中基材表面细菌的粘附。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明所制得的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的红外光谱图。
图2为本发明所制得的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的扫描电镜图。
图3为本发明所制得的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的粒径分析图。
图4为本发明所制得的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的抗细菌测试结果图。
图5为本发明所制得的双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球在涂料、油墨和染料中的抗细菌结果图。
具体实施方式
一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴按质量百分比（g/g）计称量各单体：噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体5%~30%、两性离子抗粘附单体15%~35%、丙烯酸酯类共聚单体40%~65%、丙烯酰胺类交联单体0.5%~3%。
其中：噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体是指甲基异氰酸丙烯酸酯噻唑或甲基异氰酸丙烯酸酯苯并噻唑。
两性离子抗粘附单体是指甲基丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱、丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱或1-乙烯基-3-丙基咪唑磺酸盐中的一种。
丙烯酸酯类共聚单体是指甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或二种的组合。
丙烯酰胺类交联单体是指N,N-亚甲基双丙烯酰胺或N,N-乙烯基双丙烯酰胺。
⑵在配有加热搅拌装置的反应器中，首先加入单体总质量10~20倍的去离子水，控制反应器温度为5~10℃，并通入惰性气体10~30 min；然后，以200~400 r/min的速率在机械搅拌下，依次加入噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体、两性离子抗粘附单体、丙烯酸酯类共聚单体、丙烯酰胺类交联单体以及分散剂，再搅拌20~30 min混合均匀后，继续加入引发剂，快速搅拌得到反应混合液A。
其中：惰性气体为氩气或氮气。
分散剂是指非离子型分散剂聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，其用量是总单体质量的1%~6%。
引发剂是指过硫酸钾或过硫酸铵，其用量是总单体质量的0.5%~2.5%。
⑶将反应混合液A通过加热浴迅速升温至60~90℃，并匀速搅拌（机械搅拌，搅拌速率为200~400 r/min），进行聚合反应2~6 h；反应完毕后，再将反应混合液B冷却至室温，用400目尼龙网过滤除去凝聚物，即得双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球乳液；该微球乳液用截留相对分子量为8000 kDa的透析袋透析分离1~4 d后于-40~-55℃冷冻干燥10~24h，即得粉末状双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球。
实施例1 一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴称量总单体3.10 g，按质量百分比计称量各单体：甲基异氰酸丙烯酸酯噻唑单体25%、甲基丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱单体25%、甲基丙烯酸苄基酯共聚单体48%、N,N-亚甲基双丙烯酰胺单体2%。
⑵在配有加热搅拌装置的反应器中，首先加入单体总质量18倍的去离子水，控制反应器温度为8℃，并通入惰性气体20 min。然后，在机械搅拌下，依次加入甲基异氰酸丙烯酸酯噻唑单体、甲基丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱单体、甲基丙烯酸苄基酯共聚单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺单体，以及总单体质量3%的分散剂。再搅拌20 min混合均匀后，继续加入总单体质量2%的引发剂，快速搅拌得到反应混合液A。
⑶将反应混合液A通过加热浴迅速升温至85℃，在300 r/min的条件下聚合反应3h。反应完毕后，将反应混合液B冷却至室温，用400目尼龙网过滤除去凝聚物，即得到双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球乳液。进一步将该微球乳液进行透析分离2 d，产物进行冷冻干燥12 h，即得粉末状双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球。
实施例2 一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴称量总单体3.10 g，按质量百分比计称量各单体：甲基异氰酸丙烯酸酯苯并噻唑单体30%、丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱单体27%、甲基丙烯酸甲酯单体40%、N,N-乙烯基双丙烯酰胺单体3%。
⑵在配有加热搅拌装置的反应器中，首先加入单体总质量10倍的去离子水，控制反应器温度为5℃，并通入惰性气体10 min。然后，在机械搅拌下，依次加入甲基异氰酸丙烯酸酯苯并噻唑单体、丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱单体、甲基丙烯酸甲酯单体、N,N-乙烯基双丙烯酰胺单体，以及总单体质量1%的分散剂。再搅拌20 min混合均匀后，继续加入总单体质量0.5%的引发剂，快速搅拌得到反应混合液A。
⑶将反应混合液A通过加热浴迅速升温至60℃，在400 r/min的条件下聚合反应6h。反应完毕后，将反应混合液B冷却至室温，用400目尼龙网过滤除去凝聚物，即得到双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球乳液。进一步将该微球乳液进行透析分离1 d，产物进行冷冻干燥16 h，即得粉末状双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球。
实施例3 一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴称量总单体3.10 g，按质量百分比计称量各单体：甲基异氰酸丙烯酸酯噻唑单体19.5%、1-乙烯基-3-丙基咪唑磺酸盐单体15%、甲基丙烯酸丁酯单体65%、N,N-亚甲基双丙烯酰胺单体0.5%。
⑵在配有加热搅拌装置的反应器中，首先加入单体总质量18倍的去离子水，控制反应器温度为8℃，并通入惰性气体20 min。然后，在机械搅拌下，依次加入甲基异氰酸丙烯酸酯噻唑单体、1-乙烯基-3-丙基咪唑磺酸盐单体、甲基丙烯酸丁酯单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺单体，以及总单体质量3%的分散剂。再搅拌20 min混合均匀后，继续加入总单体质量2%的引发剂，快速搅拌得到反应混合液A。
⑶将反应混合液A通过加热浴迅速升温至70℃，在400 r/min的条件下聚合反应4h。反应完毕后，将反应混合液B冷却至室温，用400目尼龙网过滤除去凝聚物，即得到双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球乳液。进一步将该微球乳液进行透析分离3 d，产物进行冷冻干燥20 h，即得粉末状双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球。
实施例4 一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴称量总单体3.10 g，按质量百分比计称量各单体：甲基异氰酸丙烯酸酯苯并噻唑单体5%、甲基丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱单体35%、甲基丙烯酸苄基酯共聚单体58%、N,N-亚甲基双丙烯酰胺单体2%。
⑵在配有加热搅拌装置的反应器中，首先加入单体总质量20倍的去离子水，控制反应器温度为7℃，并通入惰性气体15 min。然后，在机械搅拌下，依次加入甲基异氰酸丙烯酸酯苯并噻唑单体、甲基丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱单体、甲基丙烯酸苄基酯共聚单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺单体，以及总单体质量6%的分散剂。再搅拌25 min混合均匀后，继续加入总单体质量2.5%的引发剂，快速搅拌得到反应混合液A。
⑶将反应混合液A通过加热浴迅速升温至90℃，在200 r/min的条件下聚合反应2h。反应完毕后，将反应混合液B冷却至室温，用400目尼龙网过滤除去凝聚物，即得到双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球乳液。进一步将该微球乳液进行透析分离4 d，产物进行冷冻干燥18 h，即得粉末状双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球。

Claims (8)

1.一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴按质量百分比计称量各单体：噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体5%~30%、两性离子抗粘附单体15%~35%、丙烯酸酯类共聚单体40%~65%、丙烯酰胺类交联单体0.5%~3%；所述噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体是指甲基异氰酸丙烯酸酯噻唑或甲基异氰酸丙烯酸酯苯并噻唑；所述两性离子抗粘附单体是指甲基丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱、丙烯酰氧乙基磺酸甜菜碱或1-乙烯基-3-丙基咪唑磺酸盐中的一种；
⑵在配有加热搅拌装置的反应器中，首先加入单体总质量10~20倍的去离子水，控制反应器温度为5~10℃，并通入惰性气体10~30 min；然后，在机械搅拌下，依次加入噻唑异氰酸丙烯酸酯类抗菌单体、两性离子抗粘附单体、丙烯酸酯类共聚单体、丙烯酰胺类交联单体以及分散剂，再搅拌20~30 min混合均匀后，继续加入引发剂，快速搅拌得到反应混合液A；
⑶将所述反应混合液A通过加热浴迅速升温至60~90℃，并匀速搅拌，进行聚合反应；反应完毕后得到反应混合液B，再将反应混合液B冷却至室温，用400目尼龙网过滤除去凝聚物，即得双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球乳液；该微球乳液经透析分离、冷冻干燥，即得粉末状双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球。
2.如权利要求1所述的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中丙烯酸酯类共聚单体是指甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或二种的组合。
3.如权利要求1所述的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中丙烯酰胺类交联单体是指N,N-亚甲基双丙烯酰胺或N,N-乙烯基双丙烯酰胺。
4.如权利要求1所述的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中惰性气体为氩气或氮气。
5.如权利要求1所述的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中分散剂是指非离子型分散剂聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，其用量是所述总单体质量的1%~6%。
6.如权利要求1所述的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中引发剂是指过硫酸钾或过硫酸铵，其用量是所述总单体质量的0.5%~2.5%。
7.如权利要求1所述的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤⑶中聚合反应温度为60~90℃，搅拌条件是指机械搅拌，搅拌速率为200~400 r/min，聚合反应时间为2~6 h。
8.如权利要求1所述的一种双活性中心噻唑丙烯酸酯共聚物纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤⑶中透析分离是指用透析袋透析分离，其透析时间是1~4 d，透析袋截留相对分子量为8000 kDa。
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