[发明专利]紫外光辅助的表面改性方法及具有由此方法形成的表面的制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面改性方法、特别是紫外光辅助的聚合物表面改性方法、和用于紫外光辅助的材料表面改性方法的改性分子以及具有由此方法改性形成的材料表面的制品。

背景技术

具有特殊表面性能的材料在印刷、染色、粘结、阻隔以及生物领域等具有广泛的应用。例如，具有良好的表面亲水性的PET薄膜着色性能好，可以印制出多种颜色和图案的包装材料；具有良好表面生物性能的聚合物材料可以广泛用于生物传感器、医用生物材料、生物快速检测等领域。

通常可以通过表面改性的方法来获得具有不同表面性能的材料。所述方法包括湿式化学法、化学刻蚀、电晕法、等离子体法、高能射线辐照法和光化学方法等。

紫外光表面接枝是一种将改性分子通过紫外光辐照以共价键的方式固定到材料表面从而实现改性目的的光化学方法。在紫外光辐照下，改性分子通过表面接枝聚合的方式（聚合法）或表面偶合的方式（偶合法）完成与材料表面的共价连接。紫外光偶合法通过光敏基团的桥联作用，实现功能基团与材料表面连接，该法可以通过改变功能基团的种类而得到具有不同表面特性的材料。

近年来，对通过紫外光偶合法引入功能基团而使得聚合物表面改性的方法引起了研究人员的兴趣。

J.Biomed.Mater.Res.1997,37,282–290公开了以叠氮苯为光敏基团、磷酸胆碱为功能基团的改性分子对聚氨酯进行表面改性。该方法的缺点在于：叠氮苯基团在紫外光辐照下生成的氮宾自由基的活性太强，其容易产生副反应从而降低表面改性的效率；此外，所述物种的反应性极高并且会与大多数化合物、有机溶剂和水发生后程或立即作用。

WO 96/31557公开了以醌类化合物作为光敏基团合成一系列化合物进行表面改性的方法。该方法的缺点在于醌类基团的光敏性相对较弱，导致紫外光辐照时间相对较长，不利于快速生产和节约成本。

因此，本领域需要含有可产生具有一定活性的自由基并且具有较强光敏性的光敏基团的改性分子，以用于紫外光辅助的表面改性方法。

发明内容

本发明旨在提供一种材料表面的改性方法，其可以克服现有技术存在的上述问题。该方法通过含有至少一个氧杂蒽酮单元的光敏基团X在紫外光辐照下发生光化学反应而将功能基团L引入聚合物材料P的表面。

通过本发明方法可以在聚合物材料P的表面上引入分子X-L和X-S-L，其中X为含有至少一个氧杂蒽酮单元的光敏基团，L为功能基团，并且S为连接链。

在一实施方案中，所述光敏基团X与聚合物材料P的表面通过选自以下的方式连接：P-X-L和P-X-S-L，其中P、X、L和S同上文定义的。

就本发明方法而言，上文所述的连接方式可以通过例如以下途径实现：

（1）合成分子X-L或X-S-L，然后通过紫外光辐照使得所述分子X-L或X-S-L与聚合物材料P表面发生光化学反应，从而将所述分子X-L或X-S-L引入聚合物材料P的表面，形成P-X-L或P-X-S-L。

（2）通过紫外光辐照使得光敏基团X与聚合物材料P表面发生光化学反应形成P-X，和合成分子S-L，然后通过光化学反应或热化学反应将分子S-L连接至其表面上已形成P-X的聚合物材料P表面，形成P-X-S-L。

（3）合成分子X-S，然后通过光化学反应将分子X-S连接至聚合物材料P表面，形成P-X-S，之后通过光化学反应或热化学反应将功能基团L连接至其表面上已形成P-X-S的聚合物材料P表面，形成P-X-S-L。

（4）通过光化学反应将光敏基团X固定到聚合物材料P表面，形成P-X，然后任选地通过光化学反应或热化学反应将连接链S连接至所述光敏基团X形成P-X-S，之后通过光化学反应或热化学反应使得功能基团L与已被固定到聚合物材料P表面的任选连接有连接链S的光敏基团X连接，从而将所述分子X-L或X-S-L引入聚合物材料P的表面，形成P-X-L或P-X-S-L。

通过以上示范性的说明，对于本领域技术人员来说应当理解，形成连接方式P-X-L和P-X-S-L的其它途径在不偏离本发明思想的条件下也包括在本发明的范围内。