PL164109B1 - Sposób modyfikacji powierzchni kopolimerów styrenu - Google Patents

Abstract

1. Sposób modyfikacji powierzchni kopolimerów styrenu, znamienny tym, że jako czynnikmodyfikujący stosuje się gazowy trójtlenek siarki w temperaturze nie przekraczającej 50°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji powierzchni kopolimerów styrenu.

Powierzchnie polistyrenowe są używane w doświadczeniach biologicznych do hodowli komórkowych. Powierzchnie te są hydrofobowe i dlatego żywe komórki w kulturach nie wykazują adhezji do nich. Aby polistyren stał się adhezywny dla komórek, jego powierzchnia musi być uprzednio poddana modyfikacji, w wyniku której stanie się ona polarna i zarazem hydrofilna. Wiele typów żywych komórek wykazuje adhezję i porusza się na zmodyfikowanych powierzchniach polistyrenowych. Morfologia i wzrost komórek są podobne w hodowlach prowadzonych na podłożach szklanych (do niedawna powszechnie stosowanych) i zmodyfikowanych polistyrenowych.

Jedną z metod modyfikacji powierzchni polistyrenu jest jej sulfonowanie.

Stosowana dotychczas metoda powierzchniowego sulfonowania polega na działaniu na powierzchnię polimerów styrenu roztworem stężonego kwasu siarkowego na zimno, w temperaturze pokojowej lub w temperaturze 37°C przez czas rzędu kilku lub kilkunastu minut; następnie powierzchnie płucze się i suszy. Takiej procedurze sulfonowania poddawano zarówno powierzchnie naczyń do hodowli komórek jak i błony polistyrenowe osadzone na szkle. Przypuszczano, że następuje wówczas przyłączanie grup sulfonowych. Adhezja komórek do takich powierzchni była wysoka. Stosując nowoczesne i dokładne metody ilościowego oznaczania składu chemicznego powierzchni oraz metodą radiochemiczną pozwalającą określić zawartość grup sulfonowych na powierzchni polistyrenu poddanego reakcji sulfonowania stwierdzono, że w reakcji sulfonowania przyłącza się tak niewielka ilość grup sulfonowych, iż nie mogą być one odpowiedzialne za wzrost adhezji komórek do tych powierzchni, oraz że w wyniku reakcji sulfonowania na powierzchni polistyrenu powstają duże ilości grup hydroksylowych, które są odpowiedzialne za wzrost adhezji komórek (gdyż po zablokowaniu grup OH w reakcji acetylacji takich powierzchni polistyrenowych adhezja komórek ulega zahamowaniu).

Istotą wynalazku jest sposób modyfikacji powierzchni kopolimerów styrenu, który polega na tym, że jako czynnik modyfikujący stosuje się gazowy trójtlenek siarki w temperaturze nie przekraczającej 50°C. Sulfonowaniu poddaje się kopolimery styrenu, przy czym zawartość merów styrenowych zawiera się od 0,05 do 100% molowych.

Zaletą sposobu według wynalazku jest przede wszystkim fakt, że w reakcji sulfonowania nie stosuje się żadnych rozpuszczalników. Dzięki temu unika się niekorzystnego zjawiska penetracji rozpuszczalnika i czynnika sulfonującego w głąb polimeru, a następnie hydrolizy powstałych grup sulfonowych podczas przemywania powierzchni.

Poniżej podano przykłady sposobu modyfikacji powierzchni kopolimerów styrenu.

Przykład I. Do szczelnie zamykanego naczynia wprowadza się 10 ml mieszaniny świeżo destylowanego styrenu i metakrylanu metylu o składzie molowym 50 : 50% i 50 mg nadtlenku benzoilu. Mieszaninę odtlenia się przepuszczając azot przez 30 miut, następnie naczynie zamyka się szczelnie i umieszcza w temperaturze 60°C. Po 24 godzinach do naczynia reakcyjnego dodaje się 20 ml toluenu, po kolejnych 48 godzinach ponownie 20 ml toluenu. Ogrzewanie prowadzi się przez 7 dni. Otrzymuje się 50 ml toluenowego roztworu kopolimeru styren - metakrylan

164 109 metylu, który służy do przygotowania folii polimerowych. Folie suszy się umieszczając je w komorze sulfonacyjnej z dodatkiem substancji suszącej. Po 24 godzinach z naczynia usuwa się powietrze i wprowadza gazowy trójtlenek siarki w temperaturze 18°C przez połączenie z naczyniem zawierającym 60% oleum. Po 30 sek. usuwa się trójtlenek siarki przy użyciu pompy próżniowej i komorę sulfonacyjną przepłukuje się 3-krotnie stosując suchy obojętny gaz. Następnie folie płucze się w zdemineralizowanej wodzie i suszy w temperaturze 37°C.

Przykład II. Postępując analogicznie jak w przykładzie I wykonano sulfonowanie błon kopolimerowych o zawartości 5, 10, 15, 20, 30, 50, 80% molowych styrenu.

Doświadczenia, w których stosowano powierzchnie kopolimerów styrenu modyfikowane w reakcji sulfonowania według sposobu będącego przedmiotem wynalazku, dotyczyły adhezji komórek białaczki do tych powierzchni. W doświadczeniach pokazano, poddając

Powierzchnia kopolimeru	Średnia adhezja komórek %	Odchylenie standardowe wartości średniej
Niesulfonowana	2,6	0,95
Niesulfonowana acetylowana	2,7	1,6
Sulfonowana	97,1	1,5
Sulfonowana acetylowana	96,8	2,6

sulfonowane powierzchnie kopolimerowe reakcji acetylacji (z użyciem bezwodnika octowego), że procedura powodująca zablokowanie grup hydroksylowych nie ma wpływu na poziom adhezji komórek do tych powierzchni. Otrzymane wyniki przemawiają za tym, że zastosowana metoda sulfonowania efektywnie modyfikuje powierzchnie kopolimerowe a ponadto, że modyfikacja powierzchni następuje najprawdopodobniej przez wprowadzenia na powierzchnię grup sulfonowych. Otrzymane wyniki przemawiają również za tym, że jeżeli na powierzchniach kopolimerowych obok grup sulfonowych powstają także grupy hydroksylowe (grupy hydroksylowe dominują w rezultacie sulfonowania w innych warunkach) to ilość ich jest tak nieznaczna, iż nie mają one znaczącego wpływu na właściwości powierzchni, a więc mogą być pominięte w rozważaniach.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób modyfikacji powierzchni kopolimerów styrenu, znamienny tym, że jako czynnik modyfikujący stosuje się gazowy trójtlenek siarki w temperaturze nie przekraczającej 50°C.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sulfonowaniu poddaje się kopolimery styrenu, przy czym zawartość merów styrenowych zawiera się od 0,05 do 100% molowych.