一種新型的紫外光輔助的聚合物表面功能化、圖案化的方法及其在生物領(lǐng)域的應(yīng)用.pdf

1、本文首次利用Ce3+的紫外光敏特性，將其作為光催化引發(fā)劑，引發(fā)飽和小分子如單糖、多元醇，水溶性大分子如淀粉、聚乙烯醇，乙烯類單體如丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯等在聚合物基材表面的改性。另外，我們還研究了傳統(tǒng)的光引發(fā)劑——二苯甲酮來引發(fā)淀粉在CPP膜表面的偶合改性。 X射線電子能譜(XPS)譜圖揭示，在酸性條件下，Ce3+能夠成功地將六元酮糖(D-果糖、L-山梨糖)和六元醛糖(D-葡萄糖、D-半乳糖)固定到BOPP膜表面。酮糖

2、在BOPP膜表面偶合之后膜表面氧元素的含量大于21％，而醛糖在BOPP膜表面偶合之后膜表面氧元素的含量僅在11％左右。水接觸角(CA)數(shù)據(jù)也揭示了酮糖和醛糖在改性效果方面的差異，酮糖改性的BOPP膜的表面水接觸角在47°左右，而醛糖改性的BOPP膜的表面水接觸角為60°。 我們以表面水接觸角作為表征手段，研究了D-果糖改性聚合物基材的影響因素。結(jié)果表明，隨著光照時間的延長，D-果糖改性的BOPP膜的水接觸角隨之而下降；提高Ce3

3、+初始濃度和體系的H+濃度，有利于D-果糖在BOPP膜表面的偶合改性。在D-果糖改性CPP膜的體系中，實驗結(jié)果顯示，隨著D-果糖初始濃度的增加，改性膜的表面水接觸角先下降后略微增加；增加紫外光的輻照強度能夠促進D-果糖對CPP膜的表面偶合改性。 CA數(shù)據(jù)顯示，利用Ce3+作為光催化引發(fā)劑，不但可以將D-果糖固定到LDPE、HDPE、PS、ⅡR、SBR、CHR和NR/SBR等基材表面，而且可以將丙三醇、三乙醇胺、玉米淀粉、聚乙烯醇

4、(1788)等固定到BOPP基材表面。CA和全反射傅立葉紅外光譜(ATR-FITR)的結(jié)果表明，在紫外光輻照下，Ce3+也能催化引發(fā)丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯在BOPP膜表面的接枝聚合反應(yīng)。由上述可知，Ce3+具有很普適的光催化引發(fā)能力。 由熒光顯微鏡數(shù)據(jù)可知，酮糖改性的聚合物基材對植物凝集素蛋白有吸附能力，而醛糖改性的聚合物基材不具備吸附植物凝集素蛋白的能力。另外，D-果糖改性的聚合物表面能夠?qū)Φ鞍走M行選擇性吸附：只吸附

5、ConA蛋白，而不吸附BSI蛋白。而且，D-果糖改性的聚合物基材吸附ConA蛋白的能力隨其表面的氧元素含量的增加而上升。 在BP引發(fā)玉米淀粉偶合改性CPP膜的體系中，XPS數(shù)據(jù)顯示，玉米淀粉成功地被固定到CPP膜表面，CPP膜的親水性得到顯著的改善。實驗數(shù)據(jù)顯示，增加玉米淀粉的初始濃度，改性膜的表面水接觸角存在一個先下降后上升的趨勢；延長光照時間和增加光照強度均有利于玉米淀粉在CPP膜表面的偶合。掃描電鏡(SEM)照片表明，改性