[发明专利]一种抗菌‑超疏水聚合物涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜材料技术领域，具体涉及一种抗菌-超疏水聚合物涂层的制备方法。

背景技术

医用高分子材料的不断发展和应用，也使得医学诊断治疗对医用高分子材料的要求逐步提高，从血液相容性到生物相容性，再到不仅具有生物相容性还需要医用高分子材料应对体内体外应用时所面临细菌粘附的问题。而归根结底都是高分子材料表面与血液、组织以及细菌的相互作用，因此对高分子材料表面的加工改性显得尤为重要。材料表面拓扑结构对表面抗蛋白吸附和抗血小板粘附性能都有很大的影响，通过构建材料表面拓扑结构，可以调节血小板在材料表面的粘附行为，进而影响材料表面的抗凝血性能。

自荷叶表面超疏水和自清洁性被发现以来，仿生超疏水表面的研究引起众多研究人员浓厚的研究兴趣。近年来的研究表明，超疏水表面的构建可以赋予材料表面优异的生物相容性如抗蛋白质吸附、抗血小板粘附、抗细菌粘附等。通过电纺丝或者涂覆的方法将具有微纳米结构及低表面能的物质修饰到基底材料表面赋予其表面超疏水性能，是一种较为简易的方法。弹性体由于具有良好的耐磨性和对基底材料较强的粘附性使得其有望成为构建超疏水涂层的重要材料；尽管如此，弹性体有其明显的不足之处，如弹性体是无定形的，在环境温度下，由弹性体构建的微纳结构更容易塌缩和不稳定从而使得构建的表面失去超疏水的性质。因此，无需任何复杂化学反应的协助，利用弹性体构建超疏水表面诸如平板印刷或基于模板的方法来构建，且应用到表面抗菌涂层领域仍然是一项具有挑战性的工作。

发明内容

发明目的：本发明的一种抗菌-超疏水聚合物涂层的制备方法，通过良溶剂和不良溶剂混合调控成膜的方法，不良溶剂作为聚合物沉淀剂以诱导相分离，同时也作为“液体模板”用以稳定的涂层表面的疏水结构，并进一步利用低表面能硅氧烷处理，得到具有超疏水性能的抗菌功能涂层。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗菌-超疏水聚合物涂层的制备方法，包括以下步骤：

1)将疏水聚合物溶解于良溶剂中，搅拌后形成均相溶液；取均相溶液与不良溶剂混合，不良溶剂作为疏水聚合物沉淀剂以诱导相分离，搅拌后得到混合溶液；

2)将混合溶液涂覆于基底材料表面，待良溶剂挥发后，除去不良溶剂得到具有表面强疏水性能的涂层；

3)将涂层置于含氟硅氧烷溶液中浸泡，然后干燥处理后得到抗菌-超疏水聚合物涂层。

步骤1)中，将10-80克所述的疏水聚合物溶解于50-200mL所述的良溶剂，搅拌时间为0.5-3小时，搅拌温度为25-80℃。

步骤1)中，所述的良溶剂为甲苯、四氢呋喃、二甲苯、苯和氯仿中的任意一种或多种组合。

步骤1)中，步骤1)中，所述的疏水聚合物为聚烯烃弹性体、聚氨酯弹性体、尼龙弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、三元乙丙橡胶、聚苯乙烯、丁二烯和苯二烯共聚物、聚氯乙烯、氟化乙丙共聚物和硅橡胶中的任意一种或者多种的组合。

步骤1)中，所述的均相溶液与不良溶剂的取用体积比为1:1～1:10。

步骤1)中，所述的不良溶剂的体积分数为10％-60％。

步骤1)中，所述的不良溶剂为各种正丁醇、正己醇、环己醇、正癸醇、正十一烷醇中的任意一种或多种组合。

步骤3)中，所述的含氟硅氧烷溶液的浓度为2％-40％；将具有一定疏水性能膜置于含氟硅氧烷溶液中过夜，随后在真空烘箱中干燥2-24h，得到具有抗菌性能的超疏水涂层。

步骤3)中，所述的含氟硅氧烷选自十七氟癸基三乙氧基硅烷，十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三乙氧基硅烷。

含氟硅氧烷溶液，其溶剂为二甲苯、二氯甲烷、正丁醇、异丙醇、正己醇、环己醇、正癸醇中的一种或多种组合。

有益效果：与现有技术中采用抗菌剂直接与聚合物基体材料共混相比，本发明的一种抗菌-超疏水聚合物涂层的制备方法，通过良溶剂和不良溶剂混合调控成膜的方法，不良溶剂作为聚合物沉淀剂以诱导相分离，同时也作为“液体模板”用以稳定的涂层表面的疏水结构，并进一步利用低表面能硅氧烷处理，得到具有超疏水性能的抗菌功能涂层；本发明不仅能显著提高涂层表面的抗菌性能，同时其制备方法及工艺简单，表面结构稳定，在较长时间内都具有较好的抗菌性能和稳定的表面超疏水自清洁性能；本发明制备得到的超疏水抗菌涂层具有较好血液相容性和抗菌性能、并且抗菌性能持久。

附图说明

图1是没有构建表面结构的聚合物膜表面的水接触角图；