基于胆酸分子两亲性的聚丙烯微孔膜表面改性

摘要

胆酸是人和动物胆汁的主要成分，在人和动物体内发挥着重要的生理功能。由于胆酸分子特殊的面式双亲性、生物相容性、甾环稳定性、分子手性、分子自组装能力等诸多特性，以及胆酸上羟基和羧基的易修饰性，人们针对胆酸做了很多改性工作。其中包括基于胆酸的低聚物和高分子。然而目前研究者对胆酸在材料表面的改性工作缺乏必要的关注。本文主要考察胆酸对聚丙烯微孔膜表面的改性工作，分别提出了物理改性和化学改性两种修饰方法，测试了改性后聚丙烯微孔膜的相关性能，并探讨了胆酸改性膜的潜在应用。本文具体内容主要如下：
　　化学改性方法首先通过紫外光接枝的方法在聚丙烯微孔膜表面构建聚甲基丙烯酸羟乙酯(poly(HEMA))高分子刷，然后通过N，N-二环己基碳二亚胺(DCC)和4-二甲胺基吡啶(DMAP)活化剂将胆酸化学反应到高分子刷上。物理改性方法则是将聚丙烯微孔膜浸泡在胆酸的四氢呋喃溶液中，胆酸直接物理吸附到微孔膜表面。ATR/FT-IR和XPS测试结果表明胆酸成功修饰到聚丙烯微孔膜表面。称重法测定了(poly(HEMA))高分子刷和胆酸的修饰量。考察了化学改性过程中HEMA单体浓度对接枝量的影响，物理改性过程中胆酸浓度和吸附时间对胆酸吸附量的影响。
　　通过水接触角、场发射扫描电镜(FESEM)、荧光显微镜、固体荧光光谱以及水通量测试等表征了胆酸改性膜的性能。结果表明，胆酸高分子刷修饰的聚丙烯微孔膜具有溶剂响应性及选择性吸附的能力。另一方面，胆酸在聚丙烯微孔膜表面物理吸附时，能够发生层层自组装过程，吸附过程为多层吸附。水通量结果表明胆酸物理吸附的聚丙烯微孔膜的水通量也表现出同样的趋势。
　　本文创新性的将胆酸引入到聚丙烯微孔膜表面，丰富了胆酸科学领域。构建了两种胆酸修饰聚丙烯微孔膜表明的方法，得到了溶剂响应性的微孔膜和层层自组装的微孔膜，拓展了聚丙烯微孔膜的应用范围。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 基于胆酸的低聚物

1．2．1 环形分子

1．2．2 分子伞

1．2．3 树枝状高分子

1．3 基于胆酸的高分子

1．3．1 主链含胆酸高分子

1．3．2 侧链含胆酸高分子

1．4 胆酸修饰到材料表面

1．5 课题提出

1．6 课题研究内容及实验方案

1．6．1 胆酸高分子刷修饰聚丙烯微孔膜的制备与性能研究

1．6．2 胆酸在聚丙烯微孔膜表面的自组装行为与性能研究

第二章 实验部分

2．1 实验原料与仪器

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验仪器设备

2．2 胆酸修饰聚丙烯微孔膜

2．2．1 胆酸修饰金表面

2．2．2 HEMA紫外光接枝聚丙烯微孔膜

2．2．3 胆酸化学反应法修饰聚丙烯微孔膜

2．2．4 胆酸物理吸附修饰聚丙烯微孔膜

2．3 改性膜的表征

2．3．1 静态水接触角测试

2．3．2 表面衰减全反射红外光谱分析(ATR／FT-IR)

2．3．3 X射线光电子能谱分析(XPS)

2．3．4 场发射扫描电镜(FESEM)

2．4 改性膜性能测试

2．4．1 荧光显微镜观察

2．4．2 固体荧光测试

2．4．3 纯水渗透通量测试

2．5 吸附动力学测试

2．5．1 金片的清洗

2．5．2 金片表面亲疏水单分子层的构建

2．5．3 QCM在线检测胆酸吸附实验

2．5．4 芘荧光法测试胆酸钠CMC值

2．5．5 QCM在线检测胆酸钠吸附实验

第三章 胆酸高分子刷修饰聚丙烯微孔膜的制备与性能研究

3．1 引言

3．2 微孔膜表面紫外光接枝HEMA

3．2．1 HEMA单体浓度对接枝率的影响

3．2．2 poly(HEMA)接枝膜的结构表征

3．3 胆酸化学反应法修饰poly(HEMA)接枝膜

3．3．1 胆酸单体浓度对羟基反应率的影响

3．3．2 胆酸改性膜的结构表征

3．4 胆酸修饰聚丙烯微孔膜的性能研究

3．4．1 胆酸修饰金表面的溶剂响应性研究

3．4．2 胆酸高分子刷修饰聚丙烯膜表面的溶剂响应性研究

3．4．3 胆酸高分子刷修饰聚丙烯微孔膜的溶剂响应吸附性质研究

3．5 本章小结

第四章 胆酸在聚丙烯微孔膜表面的自组装行为与性能研究

4．1 引言

4．2 胆酸在聚丙烯微孔膜表面的自组装行为

4．2．1 吸附时间对胆酸吸附量的影响

4．2．2 胆酸浓度对胆酸吸附量的影响

4．2．3 胆酸改性膜的稳定性

4．3 胆酸自组装聚丙烯微孔膜的结构表征

4．4 胆酸自组装聚丙烯微孔膜的性能研究

4．4．1 胆酸改性膜的亲疏水性能

4．4．2 胆酸改性膜的过滤性能

4．5 胆酸在亲疏水模型表面吸附过程研究

4．5．1 溶剂极性对胆酸吸附量的影响

4．5．2 胆酸浓度对胆酸吸附量的影响

4．5．3 亲疏水表面对胆酸吸附的影响

4．6 胆酸钠在亲疏水模型表面吸附过程研究

4．6．1 芘荧光法测定胆酸钠水溶液CMC值

4．6．2 胆酸钠浓度对胆酸吸附量的影响

4．7 本章小结

全文结论

论文主要创新点

不足与展望

参考文献

作者简介及硕士期间主要成果