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、交聯劑的增加而減小，表面能隨處理時間、單體濃度、交聯劑的增加而增加。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