[发明专利]一种抗蛋白吸附聚酯纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗蛋白吸附聚酯纤维及其制备方法，包括：1)5‑乙烯基间苯二甲酸与叔丁醇通过酯化反应合成5‑乙烯基间苯二甲酸二叔丁酯，作为第三单体与对苯二甲酸、乙二醇共缩合制备乙烯基接枝聚酯纤维；2)乙烯基接枝聚酯纤维与N‑乙酰半胱氨酸通过巯基‑烯点击反应，及酸性水解后得到半胱氨酸接枝聚酯纤维；半胱氨酸作为两性离子大大提高聚酯纤维的亲水性和抗蛋白吸附性，在海洋防污、医疗用品、膜分离工程中有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于合成纤维领域，具体涉及一种抗蛋白吸附聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

聚酯纤维，俗称“涤纶”，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，因其具有优异的热稳定性、耐光性、耐磨性和化学稳定性，是目前应用最广泛的、产量最大合成纤维，除了应用于纺织品以外，越来越多的功能性聚酯纤维应用于膜分离技术、医疗、渔网等领域。然而，聚酯由于其分子结构决定而具有较强的亲油疏水性，容易吸附蛋白，限制了其应用。例如，在膜分离技术领域中，分离膜微孔中常常发生的蛋白吸附与生物体滞留会导致膜通量严重降低，减少分离膜的工作寿命；同样的，在医疗、水域防污等领域也面临着蛋白吸附而引起材料失效的问题。

在抗蛋白吸附材料的研究中，甜菜碱凭借其优异的抗蛋白吸附作用以及环境友好性而受到许多研究者的关注。甜菜碱是一种两性离子化合物，水化层理论认为，亲水的两性离子基团会通过静电力、氢键作用等结合大量的水分子，形成一层致密的水化层，水化层在分子尺度的空间上屏蔽了蛋白质分子与材料表面的接触与相互作用，从而有效地减少了蛋白质分子在表面的吸附。目前，未见有关于聚酯纤维抗蛋白吸附的报道。

发明内容

本发明通过引入具有活性基团的第三单体与对苯二甲酸和乙二醇进行缩聚，通过活性基团在聚酯分子链上引入甜菜碱(本发明特指半胱氨酸)，以提高聚酯纤维的亲水性、抗蛋白吸附性，拓宽其在膜分离、海洋、医疗用品方面的应用。

本发明的目的在于提供一种抗蛋白吸附聚酯纤维。

本发明的另一目在于是提供上述抗蛋白吸附聚酯纤维的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种抗蛋白吸附聚酯纤维PET-g-Acys，其结构式如下：

式中n的取值为12～50，m的取值为60～170。

上述抗蛋白吸附聚酯纤维的反应流程及制备方法如下：

1.5-乙烯基间苯二甲酸二叔丁酯(M1)的合成

在圆底烧瓶中加入5-乙烯基间苯二甲酸、叔丁醇、N,N'-二环己基碳酰亚胺(DCC)、N,N-对二甲氨基吡啶(DMAP)，用等体积干燥二氯甲烷溶解，在室温下反应24h后过滤除去不溶物，50～80℃下蒸发滤液溶剂，以二氯甲烷为洗脱剂，通过硅胶柱色谱分离得到浅黄色液体M1。

所述5-乙烯基间苯二甲酸、叔丁醇、DCC、DMAP的投料摩尔比1:3:5:0.2。

M1的结构式如下：

2.乙烯基改性聚酯纤维(PET-g-vinyl)的制备

在1L双层加热的反应釜中，预先将反应釜外温设定在250～260℃，在内温为170～180℃左右时加入M1、对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)，开启搅拌直至完全熔融后添加醋酸锑。再将外温设定为280～290℃，缓慢升温，当内温升至250～260℃时，抽真空开始酯化反应2h，控制缩聚温度在270～280℃，反应3h，用氮气解除真空并出料，冷却后切片，并按常规纺丝工艺进行纺丝，得到PET-g-vinyl纤维。

所述M1、PTA、EG的投料摩尔比为1:1.5～4:3～6，醋酸锑的投料量为单体质量的0.4～1％。