[发明专利]一种对聚醚醚酮表面进行改性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对PEEK表面进行改性的方法，具体说，是涉及一种使用浓硫酸对其进行磺化处理后，经过水热处理，获得去除S的具有三维网络结构的PEEK表面改性层，属于生物医用高分子材料表面改性技术领域。

背景技术

聚醚醚酮(PEEK)，一种半结晶性高分子，结晶度在30-35％，玻璃化转化温度为143℃。PEEK因为具有射线可透性，与人骨相近的机械性能(J.Reinf.Plast.Compos.22(2003)751–767)，并且具有很好的热塑性，易于制作需要的骨形状，弹性与人骨接近(Biomaterials28(2007)4845–4869)因此成为了人们青睐的医疗植入装置材料。然而，聚醚醚酮的生物活性较差，植入体不能很好的诱导类骨羟基磷灰石的形成。

由于PEEK具有化学惰性(Acta Biomaterialia 9(2013)6177–6187)，目前对PEEK表面进行结构改变的研究比较少。浓硫酸以外基本不被腐蚀，因此在PEEK表面的改性也尤为困难。以往的现有技术大多采用聚醚醚酮粉体进行磺化处理，以使聚醚醚酮粉体表面连接官能团，以改善聚醚醚酮粉体的相关性能参数，用于制备含有聚醚醚酮的薄膜。近来，有研究表明磺化之后的PEEK表面能够形成利于细胞粘附和增殖的三维孔道结构(Biomaterials.2013；34:9264-77.)，但是磺化之后的PEEK表面形成的微介孔结构内会残余部分有害的S系化合物，而这些S系化合物会影响细胞的正常活动。

因此，如何进一步改善聚醚醚酮的材料的性能，从而提高其实际应用价值，仍然本领域技术人员的研究方向之一。

发明内容

本发明旨在进一步提升现有聚醚醚酮块体材料的生物相容性等相关性能，本发明提供了一种对PEEK表面进行改性的方法。

本发明提供了一种对聚醚醚酮表面进行改性的方法，所述方法包括：

先通过浓硫酸对聚醚醚酮进行磺化处理以使聚醚醚酮表面形成具有三维孔道结构的改性层，磺化处理完毕后取出聚醚醚酮块体材料洗涤后，再对其进行水热处理以去除所述三维孔道结构中残留的硫。

较佳地，所述聚醚醚酮包括抛光的聚醚醚酮块体材料和/或未抛光的聚醚醚酮块体材料。

较佳地，浓硫酸的浓度大于70％。

较佳地，使用浓硫酸磺化处理聚醚醚酮时进行搅拌操作。

较佳地，磺化处理聚醚醚酮的时间为3～30分钟。

较佳地，水热处理的水热介质包括水、无机酸和/或无机碱。

较佳地，水热处理采用0.2M～9M的酸或碱。

较佳地，水热处理温度为25℃～200℃，时间为≤24小时。

较佳地，所述三维孔道结构，孔径范围在0.1μm～10μm。

本发明的有益效果：

1、经本发明的改性处理后，PEEK表面均匀的出现三维孔道结构，经过水热处理后原有的三维孔道结构不发生断裂，脱落及破坏的现象，可解决超声除硫的孔道结构破碎的问题；既可以保留PEEK优良的机械性能，又能提高材料的生物活性、抗菌性并能保持其良好的生物相容性；

2、经过本发明的改性处理后得到的去S磺化PEEK材料，浸泡在模拟体液中可诱发类骨磷灰石在表面的形成和生长，并且在抗菌实验中表现出良好的抗菌作用，可获得一种综合性能优良的人工骨替换材料；

3、本发明制备工艺稳定可控，操作简单，成本低，易于实现，便于推广应用。

附图说明

图1(a)示出了未被处理的纯PEEK的表面扫描电镜照片；

图1(b)示出了仅经过硫化处理的PEEK的表面扫描电镜照片；

图1(c)示出了本发明一个实施方式中磺化PEEK、水热去S的PEEK表面扫描电镜照片；

图1(d)示出了本发明中经过磺化处理、超声处理(60HZ/1h)的PEEK的SEM图谱；

图2(a)示出了仅经过硫化处理的PEEK的EDS图谱；

图2(b)示出了本发明中经过磺化处理、水热处理(水/80℃/24h)的PEEK的EDS图谱；

图2(c)示出了本发明中经过磺化处理、水热处理(稀盐酸/80℃/24h)的PEEK的EDS图谱；

图2(d)示出了本发明中经过磺化处理、水热处理(稀氢氧化钠/80℃/24h)的PEEK的EDS图谱；

图2(e)示出了本发明中经过磺化处理、水热处理(水/120℃/4h的EDS图谱)的PEEK的EDS图谱；