[发明专利]一种图案化多孔聚合物涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种图案化多孔聚合物涂层，其制备方法主要包括：(1)通过化学修饰得到具有光交联活性的改性聚阴离子；(2)将聚阳离子与具有光交联活性的改性聚阴离子通过层层组装得到表面粗糙、内部结构疏松的涂层材料；(3)通过放置于潮湿环境或与水接触制备平整致密的涂层；(4)通过刻有一定图案的光掩膜对涂层进行区域选择性的紫外光交联；(5)将涂层放置在盐酸溶液中，实现区域致孔，即得所述的图案化多孔聚合物涂层。本发明具有环境友好、操作简单、致孔区域精确可控的特点，可用于制备不同形状、不同尺寸的区域的选择性致孔涂层，进而实现对染料、药物分子、量子点等功能分子的区域负载。

技术领域

本发明涉及功能涂层领域，具体涉及一种图案化多孔聚合物涂层及其制备方法。

背景技术

通过层层自组装技术制备得到的弱聚电解质多层膜具有独特的络合和相分离行为，对其进行酸处理，可实现具有微孔结构的聚合物涂层的制备，这给予了聚电解质多层膜在超滤膜、絮凝剂、封装细胞、药物传递等领域的应用潜力。然而，现有的聚电解质涂层致孔技术，仅可实现整个膜层无选择的致孔，无法满足如光电领域区域负载半导体分子、生物医用领域细胞图案化制备等要求。因此，具有区域选择性致孔能力的聚电解质多层膜急需被制备。

通过控制局部的微相分离，实现区域选择性致孔涂层材料的制备，虽然其重要性不言而喻但是目前仍没有相应的例子。

发明内容

本发明提供了一种图案化多孔聚合物涂层及其制备方法。通过在涂层材料中引入光交联基团，并结合涂层自身的动态特性，实现调控局部微相分离，对不同形状、不同尺寸的区域实现选择性致孔，即得图案化多孔聚合物涂层。

本发明采取的技术方案如下：

一种图案化多孔聚合物涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚阴离子和4-叠氮苯胺盐酸盐按一定比例溶解于水中，在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺催化下反应12～72小时，得到具有光交联活性的改性聚阴离子；

(2)分别将聚阳离子和具有光交联活性的改性聚阴离子溶解于水中，配制成一定浓度和一定pH值的溶液；

(3)将基底在聚阳离子水溶液中浸泡1～60分钟后，将基底取出；再放入具有光交联活性的改性聚阴离子水溶液中浸泡1～60分钟，将基底取出，从而完成一个沉积周期的涂层制备；重复上述步骤，在基底上完成多个沉积周期的涂层的制备，从而得到表面粗糙、内部结构疏松的涂层材料；

(4)将步骤(3)得到的涂层材料放置于潮湿环境或与水接触，得到平整致密的涂层材料；

(5)将刻有一定图案的光掩膜覆盖在步骤(4)得到的涂层材料表面，紫外光照射后引发局部交联反应；

(6)将局部交联后的涂层放置于盐酸溶液中浸泡1～60分钟，即得所述的图案化多孔聚合物涂层。

步骤(1)中，聚阴离子和4-叠氮苯胺盐酸盐的投加摩尔比为10:1～9，聚阴离子经4-叠氮苯胺盐酸盐改性后具有光活性，在紫外光照下可实现与聚阳离子的共价交联，降低分子链运动能力。

步骤(1)中，聚阴离子在水溶液中的浓度为10～1000mg/mL，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺的浓度为10～200mg/mL，反应温度为0～30℃。

本发明中，所述聚阴离子为聚丙烯酸、海藻酸、透明质酸、聚苯乙烯磺酸钠、肝素钠、鱼精DNA和聚甲基丙烯酸中的至少一种。作为优选，所述聚阴离子为聚丙烯酸，聚丙烯酸的摩尔分子量为50,000～500,000；进一步优选，所述聚丙烯酸的摩尔分子量为100,000～200,000。