[发明专利]聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法及材料

说明书

本发明公开了一种聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法及材料，包括：1)将聚苯乙烯类或其共聚物材料，用有机溶剂进行溶胀处理；2)在溶剂存在条件下，将亲水性单体通过原子转移自由基聚合的方法引发接枝聚合至步骤1)处理后的材料表面，即完成对聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性。该方法操作简便、反应条件温和，得到的亲水化材料稳定，镀层不易脱落，很好的抑制了聚合物微球对蛋白的非特异性吸附。亲水改性后的聚苯乙烯类微球，其亲水层可以直接或者经过进一步衍生为其他各种官能团，在生物技术尤其是生化分离领域有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及聚合物材料改性领域，尤其涉及一种聚合物材料表面亲水性化的方法及由该方法制得的材料，特别是对超大孔聚苯乙烯类材料的表面亲水性化。

背景技术

聚合物微球作为生化分离介质，其优点在于机械强度高、化学性质稳定、耐酸碱度好，能够在高压下操作等，因此在作为色谱介质的应用领域有很好的前景。但聚合物本身的一些特点限制了它在生物大分子分离方面的应用，如乙烯基苄氯与二乙烯基苯共聚(PCMS-DVB)微球，其微球表面带有大量的苄氯基团，易于衍生为各种功能基团，但由于其表面具有疏水性，因此容易和蛋白分子之间发生疏水作用而导致蛋白的不可逆吸附甚至变性。

研究表明这种疏水作用是引起蛋白在材料表面发生非特异性吸附的主要原因(Journal of Colloid and Interface Science,1989,132:176–187)，解决这一问题的途径之一，就是增加材料表面的亲水性。如CN103709274A公布了一种改性表面含活性氯的聚苯乙烯类材料的方法，该方法是将亲水性小分子通过与材料表面的活性氯发生取代反应而交联到材料表面，从而材料表面获得一定的亲水性，但该方法在利用活性氯发生取代反应的同时，容易引起其他副反应，导致材料内部基团的交联反应，破坏微球的原有孔径结构。此外，我们还曾研究了聚丙烯酸酯类的材料表面的亲水改性(ZL 201210091582.X)，将亲水性多糖分子通过化学偶联的方式键合于聚丙烯酸酯类材料表面，从而赋予该材料表面一定的亲水性，亲水化后的材料表面具有丰富的羟基基团，可以进一步衍生为各种功能基团满足生化分离对于不同分离模式的需要，但该方法也存在一定的局限性，主要是直接偶联大分子量的亲水多糖分子，由于存在反应位阻作用，从而难以做到亲水镀层的均匀覆盖。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法及材料，改性副反应小，改性后材料表面的亲水层覆盖均匀，解决因亲水性不佳造成聚苯乙烯类材料对蛋白的非特异性吸附的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种对聚苯乙烯类或其共聚物材料表面进行亲水改性的方法，包括如下步骤：

1)将聚苯乙烯类或其共聚物材料，用有机溶剂进行溶胀处理；

2)在溶剂存在条件下，将亲水性单体通过原子转移自由基聚合的方法引发接枝聚合至所述步骤1)处理后的材料表面，即完成对聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性。

上述方法在步骤2)后还包括：

3)在碱性物质存在条件下，用衍生试剂将所述步骤2)得到的材料表面的亲水性聚合物长链进行衍生功能化，得到功能化的聚苯乙烯类或其共聚物材料。

上述方法步骤1)中，用有机溶剂进行溶胀处理过程如下：将聚苯乙烯类或其共聚物材料放入有机溶剂中进行密封振荡2～5h，所述有机溶剂为能与水进行混溶的有机溶剂，有机溶剂的体积用量为被溶胀材料质量的10～20倍，待所述聚苯乙烯类或其共聚物材料在溶剂中完全溶胀后，进行抽滤，并用所用的有机溶剂进行洗涤，抽滤干净溶剂。

上述方法中，聚苯乙烯类或其共聚物材料为：聚乙烯基苄氯与二乙烯基苯共聚物材料，或聚乙烯基苄氯材料；

所述有机溶剂选自：二氧六环、甲醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺中的一种。