[发明专利]一种主客体自修复透明薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种主客体自修复透明薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤一、将β环糊精通过酰胺键修饰在支化聚乙烯亚胺的支链上，将金刚烷通过酰胺键修饰在聚丙烯酸的支链上，得到修饰有β环糊精的支化聚乙烯亚胺和修饰有金刚烷的聚丙烯酸；步骤二、在基底上重复顺次沉积修饰有β环糊精的支化聚乙烯亚胺及修饰有金刚烷的聚丙烯酸，制备得到主客体自修复透明薄膜。本发明提供的方法简单有效，操作简便，且所需时间较短。

技术领域

本发明涉及一种主客体自修复透明薄膜的制备方法，属于主客体自修复薄膜制备技术领域。

背景技术

材料在使用过程中不可避免地会产生局部损伤和微裂纹，并由此影响材料正常使用和缩短使用寿命。自修复是一个重要的问题，自修复的核心是能量补给和物质补给，模仿生物体损伤愈合的原理，使复合材料对内部或者外部损伤能够进行自修复自愈合，从而消延长使用寿命。据自修复材料的修复机理可分为外援型自修复材料和本征型自修复材料：外援型自修复材料依靠引入封装在胶囊等材料中的修复物质完成自己的修复过程；与之不同的是，本征型自修复材料依靠自己所有的动态连接完成修复过程，例如氢键、狄尔斯-阿尔德反应、主客体作用、金属配位键等。

迄今为止，许多超分子化学家已经开发了基于选择性分子识别的分子自组装，并且聚合物侧链的大分子识别在生物系统中以DNA和蛋白质为代表的构建我们的身体过程中起着至关重要的作用。我们已经在聚合物侧链和逐层技术使用主客体相互作用来构建超分子聚合物涂层。层层自组装技术涉及在基板表面上的带相反电荷的聚电解质的逐步静电组装，其具有纳米级完整性，并且涂层的性质可以通过沉积循环的数量和聚电解质的类型来控制，聚电解质的构象主要取决于它们的性质和吸附条件，而更少依赖于底物，它们最重要的特性是能够自我修复损伤，从而自动修复损伤的表面。因此，我们关注的是β环糊精修饰的支化聚乙烯亚胺和金刚烷修饰的聚丙烯酸主客体反应，使用层层自组装技术形成更强的和自愈合的超分子聚电解质涂层。我们认为主客体相互作用的可逆性质可以用于能量耗散机制以实现新颖的柔性超分子涂层。

本发明通过使用分别修饰在支化聚乙烯亚胺和聚丙烯酸的侧链上的β-环糊精和金刚烷可逆的主客体作用形成稳定包合物，以层层自组装的方法构成稳定结构的膜。在聚合物侧链的可逆主体-客体相互作用的多点效应给予材料高柔性和自愈合性质，这些特征适合于实际使用，例如刮擦固化涂层。在医学领域，被环糊精改性的支化聚乙烯亚胺具有很好的细胞活性，由于主客体分子具有很好的超分子识别性能，可以用在生物体系中的特异性结合；在工业领域，膜具有很好的延展性，以及抗酸性，可以用来防腐。

目前，关于通过层层自组装技术的主体客体相互作用的自愈合涂层的相关研究尚未有报道。本专利制备了这样多功能的自修复薄膜，填补了现有技术中的空缺。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种主客体自修复透明薄膜的制备方法，该方法利用层层自组装技术将β环糊精修饰的支化聚乙烯亚胺和金刚烷修饰的聚丙烯酸组装到基底表面，制备透明主客体自修复薄膜；本方法简单有效，操作简便，且所需时间较短。

技术方案：本发明提供一种主客体自修复透明薄膜的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、将β环糊精通过酰胺键修饰在支化聚乙烯亚胺的支链上，将金刚烷通过酰胺键修饰在聚丙烯酸的支链上，得到修饰有β环糊精的支化聚乙烯亚胺和修饰有金刚烷的聚丙烯酸；

步骤二、在基底上重复顺次沉积修饰有β环糊精的支化聚乙烯亚胺及修饰有金刚烷的聚丙烯酸，制备得到主客体自修复透明薄膜。

其中：

所述将β环糊精通过酰胺键修饰在支化聚乙烯亚胺的支链上的具体过称为：按质量比5:3～9:5配制1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与N-N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液Ⅰ，之后按质量比7:4～15:8称取β环糊精与支化聚乙烯亚胺并置于混合溶液Ⅰ中，室温活化12～24小时，得到修饰有β环糊精的支化聚乙烯亚胺。