[发明专利]一种乳液聚合制备纳米抗菌核-壳聚合物微球的方法

说明书

技术领域：

本发明采用无皂乳液共聚方法，制备了表面键接抗菌基团的纳米聚合物微球，提供了一种制备抗菌纳米聚合物微球的简单方法，涉及无皂乳液聚合技术。

背景技术：

可漂白的杀菌剂通常含抗生素、酚、碘、季铵盐化合物或银等重金属，这些杀菌剂可脱离材料表面，使其耐久性和使用寿命缩短，同时杀菌剂释放到环境中或与环境中的有机杂质反应生成有毒副产物会造成环境问题。解决该问题的有效办法为将杀菌剂或抗菌剂通过化学键固定在基材表面，如固定在聚合物膜(Zhilong Shi，K.G.Neoh，E.T.Kang.Biomaterials，2005，26：501-508)、玻璃(Jinyu Huang，Alan J.Russell，Krzysztof Matyjaszewski et al.Langmuir，2008，24(13)：6785-6795)、滤纸(Sang Beom Lee，Alan J.Russell et al.Biomacromolecules，2004，5：877-882)或微球表面(Zhenping Cheng，K.G.Neoh，E.T.Kang et al.Ind.Eng.Chem.Res.，2005，44：7098-7014)。所得抗菌材料的抗菌性能很大程度上取决于材料的比表面积和与细菌、真菌的接触时间，微米、纳米尺度抗菌聚合物微球具有较大比表面积，可获得较高抗菌性能，因而受到研究者们的广泛关注。

通常，抗菌聚合物微球制备方法主要为：聚合物微球表面改性法和共聚法。

1)聚合物微球表面改性法：即首先制备表面含可反应功能基团的聚合物微球，然后通过微球表面可反应基团与抗菌功能化合物反应而赋予微球表面抗菌性能。如Chen等人(Y.Chen，J.F.Williams et al.Journal of Applied PolymerScience，2004，92：363-367)通过氯甲基化多孔交联聚苯乙烯微球与氮-卤化合物(N-halamine)或叔胺化合物反应，将氮-氯基团或季铵盐基团键合到微球表面，制备了抗菌聚苯乙烯微球。Nonaka等人(Takmasa Nonaka，YasukoUemura et al.Journal of Applied Polymer Science，1997，66：1621-1630)采用悬浮聚合法首先制备了交联聚(4-乙烯基苄基氯)[poly(4-vinylbenzyl chloride)(PVBC)]微球，然后对微球表面氯甲基基团进行氨基化处理，氨化基团再与石炭酸或其衍生物反应，实现了微球表面抗菌改性。E.T.Kang等人(ZhenpingCheng，K.G.Neoh，E.T.Kang et al.Ind.Eng.Chem.Res.，2005，44：7098-7014)在交联PVBC微球表面通过活性聚合接枝聚甲基丙烯酸(N，N-二甲氨基)乙酯[poly(dimethylamino ethyl methacrylate)，PDMAEMA]，再经季铵化处理制备了抗菌功能聚合物微球。E.T.Kang等人(F.X.Hu，K.G.Neoh，L.Cen，E.T.Kang.Biotechnology and Bioengineering，2005，89(4)：474-484)还利用相反转技术制备了聚(4-乙烯基吡啶)/聚偏二氟乙烯(P(4-VP)/PVDF)微球，再通过P(4-VP)链段的季铵化处理制得了抗菌功能聚合物微球。

通过聚合物微球表面改性可制得具有优良抗菌性能的聚合物微球，但制备过程通常都要经历至少两个步骤：即表面反应功能微球制备和微球表面抗菌改性。微球表面改性时通常需经历系列化学反应和物理处理过程，使抗菌聚合物微球制备过程复杂，同时也增加了微球纯化处理的难度。

2)共聚法：即通过主单体与含有抗菌功能基团的单体共聚直接制得抗菌聚合物微球。如Sun等人(Yuyu Sun，Gang Sun.Macromolecules，2002，35(23)：8909-8912)采用悬浮聚合方法，通过苯乙烯、二乙烯基苯与可聚合的氮-氯化合物如：3-烯丙基-5，5-二甲基乙内酰胺[3-allyl-5，5-dimethylhydantoin(ADMH)]、3-(4′-乙烯基苯基)-5，5-二甲基乙内酰胺[3-(4′-vinylbenzyl)-5，5-dimethylhydantoin(VBDMH)]等共聚，经一步聚合制备了具有抗菌性能的聚合物微球。与聚合物微球表面改性法相比，共聚法制备抗菌聚合物微球步骤简单；但通过悬浮法制备的聚合物微球粒径较大(通常在10微米以上)，且粒径分布较宽。