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含有季铵盐的两性共聚物具有抗蛋白质吸附能力,可作为自清洁材料来减少生物黏附和生物膜的形成。磺酸基的结构和动植物体内的2-氨基乙烷磺酸、牛磺酸相似,而羧酸基的结构和生命有机物的中的氨基乙酸相似,因此含磺酸基和羧酸基的两性共聚物因其具有两性电荷和仿生物性,成为较稳定、高效的抗蛋白质吸附材料。本文以含有磺酸基的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和杀菌效果较好的季铵盐甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,合成了两性共聚物P(AMPS-co-DMC)。
论文讨论了单体配比、单体百分含量、反应时间、反应温度、引发剂用量对聚合反应的影响,运用FTIR、1H NMR、元素分析、TG-DTG等方法进行了分析。结果表明:当单体质量分数为25%,聚合反应温度为65℃,引发剂用量为单体的1.6%,反应12h所得单体转化率为96.5%,产物特性黏度在30℃达到4.38dl/g;AMPS和DMC两种单体在实验条件下能够基本按投料比进行共聚;聚合物的IEP随着共聚物中AMPS含量的增加而下降。
讨论了聚合物中AMPS含量为35%,水溶液pH值为6.5在非等电点区和AMPS含量为45%,水溶液pH值为6.5的等电点区的溶液性质;在外加盐的水溶液中,两性共聚物无论在非等电点区还是等电点区,均表现出反聚电解质行为;比浓黏度都随着外加盐浓度的增大而下降,但在等电点区,外加盐浓度越大,比浓黏度下降越少;在非等电点区,不同的一价卤素阴离子对两性高分子比浓黏度影响大小顺序为:Cl->Br->I-,等点区则反之。
以自制的两性共聚物P(AMPS-co-DMC)和P(AA-co-DMC)进行了抗蛋白质吸附研究。含等价电荷的两性共聚物比只含单种电荷的聚电解质具有更好的抗蛋白质吸附能力。在pH值为7.4的缓冲溶液中,两性共聚物对蛋白质的吸附率随着AMPS的含量增加而减少:当共聚物中AMPS为45%,共聚物中阴离子和阳离子摩尔比例为1:1时,蛋白质吸附率最低,仅为0.68%,并且吸附量随着时间的延长没有增大,说明两性共聚物具有良好、较稳定的抗蛋白质吸附能力。