有機硅水凝膠材料表面等離子體接枝改性研究.pdf

1、表面等離子體接枝改性是改善高分子材料表面性質的有效方法之一，在生物醫(yī)學材料等領域有重要應用。本論文采用低溫等離子體技術在硅水凝膠膜材料表面分別引發(fā)親水性單體自行合成大單體(Hydro-P)，2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿(MPC)接枝聚合，并詳細研究了材料的親水性等性能。
　　 首先，采用He常壓輝光放電等離子體接枝聚合的方法在硅水凝膠膜材料表面引發(fā)接枝親水性單體Hydro-P，采用全反射紅外光譜(ATR-FTIR)、X射線光電

2、子能譜(XPS)分析了硅水凝膠膜材料表面的結構。結果表明，親水性單體接枝聚合到硅水凝膠膜材料表面。研究了等離子體處理時間、單體濃度、交聯(lián)劑四甲基丙烯酸乙二醇酯(TEGDMA)用量對硅水凝膠材料表面親水性的影響。結果表明，硅水凝膠膜表面水接觸角隨等離子體處理時間、單體濃度、交聯(lián)劑的增加而減小，表面能隨處理時間、單體濃度、交聯(lián)劑的增加而增加。等離子體處理時間為10 min、單體濃度為10％、交聯(lián)劑為0.6％時，改性硅水凝膠膜的表面親水性最好

3、，水接觸角為57°，放置一個月后，其表面平均接觸角為62°，表面能為45.71 mN/m。
　　 其次，應用He次大氣壓輝光放電等離子體技術在材料表面引發(fā)接枝Hydro-P，研究了等離子體處理時間、壓強等對硅水凝膠表面親水性的影響。結果表明，等離子體處理時間從8min增加到15min，硅水凝膠膜表面接觸角從58°下降至40°，表面能從50.55 mN/m增加到66.85 mN/m。等離子體工作壓強從2500Pa增加到3000Pa

4、，材料表面接觸角從40°增加到至45°，表面能從66.85mN/m下降至62.6 mN/m。
　　 進一步地，采用He常壓輝光放電等離子體引發(fā)MPC在硅水凝膠材料表面接枝改性，采用ATR-FTIR、XPS分析了硅水凝膠膜材料表面的結構。結果表明，親水性單體MPC接枝聚合到硅水凝膠膜材料表面。研究了等離子體處理時間、單體濃度、交聯(lián)劑TEGDMA用量、接枝反應溫度等對硅水凝膠材料表面親水性的影響。結果表明，材料表面接觸角隨等離子體處

5、理時間、單體濃度、交聯(lián)劑、接枝反應溫度的增加而減小，而表面能隨處理時間單體濃度、交聯(lián)劑、接枝反應溫度的增加而增加。等離子體處理時間為10 min、單體濃度為3％、交聯(lián)劑為0.6％、接枝反應溫度為75℃時，改性硅水凝膠膜的表面親水性最好，水接觸角為60°。放置一個月后，其表面接觸角為67°，表面能為40.89 mN/m。
　　 另外，應用He次大氣壓輝光放電等離子體引發(fā)MPC在硅水凝膠材料表面的接枝改性，研究了等離子體處理功率、處

6、理時間、工作壓強等對改性后硅水凝膠材料表面親水性的影響。結果表明，等離子體處理功率為312 W時的改性硅水凝膠膜表面親水性較262 W時的有所提高，改性硅水凝膠膜表面接觸角從54V提高至57°，表面能從53.32mN/m減少至50.55 mN/m。隨著等離子體處理時間從8min增加到15min，硅水凝膠膜接觸角從62°下降至54°，表面能從45.71 mN/m增加到53.32mN/m。隨著等離子體工作壓強從2500Pa增加到3000Pa

7、，材料表面接觸角從62°增加到至68°，表面能從45.71mN/m下降至39.99 mN/m。
　　 本文還研究了He常壓等離子體表面接枝MPC的硅水凝膠膜材料的本體以及表面性能。研究結果表明，表面接枝MPC不影響硅水凝膠的本體性能，改性硅水凝膠材料具有良好的光學透明性、力學性能、耐水解穩(wěn)定性；離子滲透性隨MPC接枝濃度的增加而增加；細胞毒性評級為一級，符合生物醫(yī)學材料使用標準。蛋白吸附實驗結果表明，蛋白吸附量隨MPC接枝濃度的