[发明专利]一种引发剂整合的复合静电纺丝的表面修饰方法

说明书

技术领域

本发明涉及静电纺丝领域，具体是涉及一种包括骨架高分子和引发剂整合的聚 二甲基硅氧烷的复合静电纺丝的表面修饰方法。

背景技术

2000年以来，静电纺丝技术成为高分子科学和纳米科技的一个研究热点(Greiner， A.；Wendorff，J.H.，Electrospinning：A fascinating method for the preparation of ultrathin fibres.Angewandte Chemie-International Edition 2007，46，5670；Li，D.；Xia，Y.N.， Electrospinning of nanofibers：Reinventing the wheel？Advanced Materials 2004，16， 1151.)。静电纺丝的应用，是静电纺丝研究的最基本动力和终极目标。但是，目前具 有较好纺丝性能、能够形成纳米纤维并组装成薄膜的材料有限，比如聚乙烯醇(PVA)、 聚氧乙烯(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚苯乙烯(PS)等；这些材料很难兼具 应用所需要的功能特性。另一方面，具有某些特定功能的新材料电纺丝的制备有很 大难度(比如壳聚糖电纺丝的制备(Ohkawa，K.；Cha，D.I.；Kim，H.；Nishida，A.； Yamamoto，H.，Electrospinning of chitosan.Macromolecular Rapid Communications 2004，25，1600.)。

表面改性技术为高分子材料领域常用的技术，但其在静电纺丝领域的应用十分 有限。

目前静电纺丝表面修饰涉及到的方法主要包括等离子处理(plasma treatment)后 化学连接或接枝聚合、静电力吸附法等。这些方法能够或多或少地解决某些具体的 问题，但仍然存在一些不可避免的缺点，比如等离子处理的电纺丝表面持久性差， 而且处理过程会对纳米纤维形貌造成破坏(Kaur，S.；Ma，Z.；Gopal，R.；Singh，G.； Ramakrishna，S.；Matsuura，T.，Plasma-induced graft copolymerization of poly(methacrylic acid)on electrospun poly(vinylidene fluoride)nanofiber membrane. Langmuir 2007，23，13085.)；静电力吸附法只能适用于带电荷的高分子材料，而且静 电吸附作用不牢固持久(Huang，X.J.；Xu，Z.K.；Wan，L.S.；Innocent，C.；Seta，P.， Electrospun nanofibers modified with phospholipid moieties for enzyme immobilization. Macromolecular Rapid Communications 2006，27，1341.)。

表面引发聚合反应(surface initiated polymerization，简写为SIP)是一种新兴的 高效表面修饰技术(Edmondson，S.；Osborne，V.L.；Huck，W.T.S.，Polymer brushes via surface-initiated polymerizations.Chemical Society Reviews 2004，33，14；倪刚；杨武； 何晓燕；薄丽丽；吕维莲，表面引发聚合反应研究进展.化学进展2005，17，1074.)， 是指将引发剂固定到材料表面上，在一定条件下完成原位聚合反应(in situ polymerization)，从而实现对基底的高分子表面修饰的目的。与传统的“接枝到” (grafting to)方法相比，SIP是一种“由表面接枝”(grafting from)的方法，聚合过 程中只有单体与生长链起反应，没有明显的扩散阻碍，体积小的单体很容易到达表 面活性位点和增长的聚合物链端，动力学上非常有利，因而聚合物链高度伸展、择 优取向、接枝密度高、分布均匀、表面覆盖度高。当实现表面引发活性聚合时，可 通过改变反应时间和条件，很好地控制聚合物膜的厚度。此外通过聚合物膜上存在 的活性引发点，可以二次引发接枝聚合反应形成嵌段共聚物膜，实现材料表面不同 聚合物膜的交替，从而制备具有各种性质的表面，方便地实现表面的功能化修饰。