[发明专利]一种双亲水温敏纳米纤维膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米纤维膜的制备领域，特别涉及一种双亲水温敏纳米纤维膜的制备方法。 

背景技术

静电纺丝法是一种制备超细纤维的重要方法，它与传统的方法有着明显的不同，通过静电力作为牵引力，将聚合物溶液或熔体带上几千至几万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下被拉伸。当电场力足够大时，聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流，细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成了类似无纺布状的纤维毡。用静电纺丝法制得的纤维比传统纺丝方法细得多，直径一般在数十纳米到数百纳米，最小直径可至1nm。静电纺丝方法可以把多种不同的聚合物，例如聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯胺、聚丙烯腈等纺制成直径范围从小于几个纳米到超过1μm的超细纤维，所得到的静电纺丝纤维收集在负极板上沉积成非织造布。 

生物医用高分子与物理学、生物学结合在一起发展出一类全新的智能材料，也是生物医用材料领域中极为重要的组成部分。智能材料是指能够对周围环境的变化作出相应响应的新材料，在现代医学治疗中具有极大的应用前景。智能材料的分类方法有很多种。根据材料的来源，智能材料包括金属系智能材料、无机非金属系智能材料以及高分子系智能材料。智能高分子材料是其中的一类，所谓智能高分子就是当受到外界环境的物理、化学乃至生物信号变化刺激时，自身的某些物理或者化学性质会发生相应变化的聚合物，也常被称为“刺激响应性聚合物”或“环境敏感性聚合物”等。 

在各类刺激响应型聚合物中，温度响应型聚合物由于其实现条件简单而倍受青睐。其中研究最广泛的具有温度敏感性的聚合物是聚（N-异丙基丙烯酰胺），它在水溶液中大约32°C具有一个可逆的相转变温度，称之为较低临界溶解温度（LCST）。当外界温度低于其LCST时，聚（N-异丙基丙烯酰胺）是水溶性的，表现为伸展的链构象；而当外界温度升高到其LCST以上时，聚（N-异丙基丙烯酰胺）的链发生收缩，经历相转变成为不溶的、疏水性的聚集体，聚（N-异丙基丙烯酰胺）的这种特殊的热敏感性已经被应用于药物的控制释放、固定化酶和免疫分析等多方面。 

首先合成一种双亲水温敏含糖聚合物，然后利用静电纺丝技术制备了一种新型双亲水温度响应性纳米纤维膜，该项研究在目前的研究文献以及专利尚未见报道。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双亲水温敏纳米纤维膜的制备方法，该方法简单易行，易于工业化，所得双亲水温敏聚合物可以应用于药物控制释放、基因传输、生物分离和蛋白质提纯等领域。 

本发明的一种双亲水温敏纳米纤维膜的制备方法，包括： 

（1）可聚合的葡萄糖二酸二乙烯酯的合成： 

将脂肪族二酸与醋酸乙烯酯混合，加入催化剂，于60～75℃反应得到脂肪族二酸二乙烯酯；在有机溶剂中，使用枯草杆菌碱性蛋白酶（无锡雪梅科技有限公司）催化葡萄糖分子与上述脂肪族二酸二乙烯酯进行酯交换反应，从而合成可聚合的含糖亲水单体； 

（2）含有葡萄糖和N-异丙基丙烯酰胺的双亲水无规共聚物的合成： 

将步骤（1）所得的可聚合含糖亲水单体、N-异丙基丙烯酰胺单体和引发剂溶解于有机溶剂中，氮气保护下，于50-80℃聚合反应得到聚合物，然后通过选择沉淀剂与可溶解得到的聚合物的共溶剂，反复沉淀，直到未反应单体全部洗出，得到沉淀物，最后将得到的沉淀物真空干燥，得到全亲水无规共聚物； 

（3）将上述双亲水无规共聚物加入到有机溶剂中，搅拌溶胀，超声脱气10-30分钟，得到纺丝原液；采用上述的纺丝原液进行高压静电纺丝，真空干燥后得到双亲水纳米纤维膜。 

步骤（1）中所述的催化剂为硫酸铜或醋酸汞。 

步骤（1）中所述的有机溶剂为吡啶、N,N-二甲基甲酰胺或二甲亚砜。 

步骤（1）中所述的脂肪族二酸二乙烯酯为丁二酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯、壬二酸二乙烯酯、癸二酸二乙烯酯中的一种。 

步骤（2）中所述的N-异丙基丙烯酰胺与可聚合含糖亲水单体的摩尔比为3:1～20:1。 

步骤（2）中所述的引发剂为偶氮二异丁腈AIBN，其用量与N-异丙基丙烯酰胺的质量比为1:1-1:100。 

步骤（2）中所述的沉淀剂为乙醚、正己烷、二氧六环、丙酮、乙酸乙酯中的一种或几种。 

步骤（2）中所述的共溶剂为N,N-甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲醇、丙酮、乙二醇中的一种或几种。 

步骤（2）中所述的全亲水无规共聚物的较低临界溶解温度范围在34～45℃。