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《华南理工大学》 2014年
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聚硅氧烷接枝甜菜碱的合成与表征及其在低污染表面制备中的应用

程柳军  
【摘要】:蛋白质和细菌等在材料表面的粘附给人们的生产、生活带来了诸多的不便,如蛋白质在植入材料表面的吸附会引起血栓甚至导致手术失败,细菌在生物材料表面的粘附会导致感染等问题的出现。而对于在植物表面产卵、孵化幼虫的植食性昆虫来说,其富含蛋白的产卵分泌液在植物表面的有效附着是其繁衍后代的基础,若能对植物表面进行修饰(构建抗蛋白吸附的表面),改变表面的微环境,则有可能对虫害进行无公害防治。因此,如何对材料进行表面修饰获得超低污染表面是许多领域(如生物医用、海洋工程、膜分离、虫害防治等)面临的巨大挑战。本文从分子设计出发,制备了一系列不同甜菜碱接枝比例的两性离子聚合物——聚硅氧烷接枝羧酸甜菜碱(简称:聚硅氧烷甜菜碱,PDMS-g-CB),并采用共混法将PDMS-g-CB固定到PDMS表面,从而对PDMS-g-CB的亲疏水性、抗蛋白吸附和抗细菌粘附性能进行了研究。同时,采用表面化学接枝法在PDMS表面引入羧酸甜菜碱,并对改性后的表面进行抗污染特性分析。主要内容如下: 1、采用开环共聚反应合成一系列分子量可控、分子量分布较窄的含氢聚硅氧烷(PDMS-co-PHMS),随后通过硅氢加成反应和季铵化反应制得了一系列不同羧酸甜菜碱接枝比例的PDMS-g-CB,并确定了各步反应的最佳工艺条件。 2、PDMS-g-CB的性能测试表明其具有两性离子聚合物的一些典型特征:水溶性好,不同羧酸甜菜碱接枝比例的PDMS-g-CB均具有较强的形成胶束的能力,在水中的临界胶束浓度(CMC)0.1g/L,且在pH=6附近均表现出两性离子聚合物的等电点特性。PDMS-g-CB具有良好的成膜特性,可在玻片表面形成亲水性极好的聚合物膜。同时,它还具有良好的生物相容性(无皮肤刺激性、无毒)。 3、采用共混法将PDMS-g-CB固定到PDMS膜片中(b-PDMS),发现PDMS-g-CB的混入可显著改善PDMS的亲水性能、抗蛋白吸附和抗细菌粘附性,且b-PDMS具有良好的血液相容性。 4、采用表面化学接枝的方法将羧酸甜菜碱(CB)引入到PDMS的表面(g-PDMS),改性后的表面具有良好的亲水性,可有效阻抗蛋白质和细菌在其表面的吸附。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:O647.2

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【参考文献】
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