一种正电高分子涂层固定碘的制备方法及应用

本发明属于材料，涉及正电高分子涂层固定碘的制备，具体涉及一种正电高分子涂层固定碘的制备方法及应用。

背景技术：

1、细菌感染引起生物材料相关感染问题日趋严重，各类功能化抗菌涂层被研发以抵制细菌感染的产生与传播。古往今来，碘作为杀菌活性因子因其优越的广谱杀菌性被使用，然而在涂层领域的应用受限于自身不稳定和强挥发性。

2、传统的液相高分子涂层制备方法(如喷涂、浸涂、旋涂等)较难控制涂层厚度，在结构复杂的表面难以形成均匀涂层；而且，涂层制备过程中往往需要使用有机溶剂，因此不适用于对有机溶剂敏感的基底(如塑料等)，同时，有机溶剂的残留会对人体健康产生危害。高分子化学气相沉积技术可以有效地在材料表面镀覆稳定的正电高分子涂层，而且反应过程无需有机溶剂，且绿色可控。正电聚合物涂层通过络合方式与碘负离子结合，极大增强碘在基材表面的稳定性，同时赋予涂层在释放碘灭菌外的接触抗菌能力，以实现多功能抗菌涂层。

3、现有技术较难实现能同时接触杀菌和释放碘杀菌的多功能涂层，特别是碘不易固定在生物医疗材料表面的问题没有较优的解决方案。

技术实现思路

1、为了制备释放碘同时能接触杀菌的p(dmams-co-egdma)-i多功能抗菌涂层，本发明提供了一种正电高分子涂层固定碘的制备方法及应用，该制备方法是一种简单、高效、反应条件温和的涂层制备方法。通过高分子化学气相沉积方法，经交联剂egdma，将dmams稳定的固定在材料表面形成p(dmams-co-egdma)涂层，之后在温和条件下，与i络合形成p(dmams-co-egdma)-i(dmams：dimethyl amino methyl styrene，n,n-二甲基乙烯基苯甲胺；egdma：ethylene glycol dimethacrylate，乙二醇二甲基丙烯酸酯；i:碘)涂层。p(dmams-co-egdma)-i涂层通过i的释放杀灭病原菌的同时p(dmams-co-egdma)能接触杀灭粘在表面的病原菌，使其修饰的材料具有高效的抗感染功能。

2、为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种正电高分子涂层固定碘的制备方法，包括：

4、在引发式化学气相沉积的反应器中，将引发剂二叔丁基过氧化物、n,n-二甲基乙烯基苯甲胺以及交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯分别加热到使其气化，并流入反应器；加热至预期温度，让引发剂进入反应器，经镍铬丝加热分解产生自由基，进而引发n,n-二甲基乙烯基苯甲胺和交联剂自由基链式聚合反应，合成的高聚物沉积在基底材料上形成涂层；监控涂层厚度达到预期要求时，反应结束后，得到正电高分子涂层；

5、将高分子涂层浸没于i2/ki溶液中，进行高分子正电涂层与碘的络合反应，得到稳定结合碘的高分子涂层。

6、作为本发明的进一步改进，所述n,n-二甲基乙烯基苯甲胺和交联剂的摩尔比为(0.1:1)～(10:1)。

7、作为本发明的进一步改进，所述引发剂为二叔丁基过氧化物。

8、作为本发明的进一步改进，所述涂层厚度不小于50nm。

9、作为本发明的进一步改进，所述反应器的基底为塑料片、硅片、玻璃片或者医用植入物和耗材；所述基底使用前，先用无水乙醇超声处理；化学气相沉积过程中基底温度由水循环系统控制并由热电偶监控温度不伤害基底材料的性能。

10、作为本发明的进一步改进，镍铬丝排列在反应台上方2cm-3cm处，镍铬丝加热至200-400℃。

11、作为本发明的进一步改进，反应器的压力由节流阀控制在0.1-1.0torr，参与反应的各单体的流量由质量流量控制器来控制；化学气相沉积过程中通过激光干涉仪监控涂层厚度；所述涂层为高分子涂层p(dmams-co-egdma)。

12、作为本发明的进一步改进，所述i2/ki溶液由i2溶液和ki溶液配置而成；所述高分子正电涂层与碘的络合反应在摇床上进行，温度为20-40℃，避光，摇动速率为50-300r/min。

13、作为本发明的进一步改进，高分子正电涂层在i2/ki溶液中，与碘络合时间不小于0.5h。

14、第二方面，本发明提供一种抗菌涂层作为生物医用表面抗菌材料的应用。

15、与现有技术相比，本发明具有以下技术效果和优点：

16、与传统的液相高分子涂层制备方法相比，高分子化学气相沉积法是一种绿色新型的功能高分子涂层制备方法，其结合传统的液相自由基聚合反应与化学气相沉积技术，将聚合所需的引发剂和功能单体气化引入腔体，在较低加热温度下诱导引发剂裂解产生自由基，使单体通过自由基聚合反应生成高分子涂层并且沉积于基底上。高分子化学气相沉积反应过程不使用对人体有害的有机溶剂，它已经将pdmams镀覆在医用材料表面，赋予材料抗菌功能。本发明通过高分子化学气相沉积方法制备的p(dmams-co-egdma)与i络合，将i固定在材料表面，形成p(dmams-co-egdma)-i涂层，通过释放i杀菌，实现i的缓释抗感染，同时p(dmams-co-egdma)发挥正电荷抗菌的能力，实现涂层释放杀菌和接触杀菌并举的方式。

17、优选地，涂层制备过程通过激光干涉仪的监控，精准地控制涂层厚度，在本发明中，控制p(dmams-co-egdma)不少于50nm。

18、本发明采用高分子化学气相沉积方法一步合成p(dmams-co-egdma)，通过与i络合在材料表面形成p(dmams-co-egdma)-i的稳定涂层。

19、p(dmams-co-egdma)-i涂层通过i的释放和p(dmams-co-egdma)的正电表面共同杀灭病原菌，包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，所得可应用于各种生物医用材料表面，减少微生物感染，具有很高的应用价值。

技术特征：

1.一种正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，所述n,n-二甲基乙烯基苯甲胺和交联剂的摩尔比为(0.1:1)～(10:1)。

3.根据权利要求1所述的正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，所述引发剂为二叔丁基过氧化物。

4.根据权利要求1所述的正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，所述涂层厚度不小于50nm。

5.根据权利要求1所述的正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，所述反应器的基底为塑料片、硅片、玻璃片或者医用植入物和耗材；所述基底使用前，先用无水乙醇超声处理；化学气相沉积过程中基底温度由水循环系统控制并由热电偶监控温度不伤害基底材料的性能。

6.根据权利要求1所述的正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，镍铬丝排列在反应台上方2cm-3cm处，镍铬丝加热至200-400℃。

7.根据权利要求1所述的正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，反应器的压力由节流阀控制在0.1-1.0torr，参与反应的各单体的流量由质量流量控制器来控制；化学气相沉积过程中通过激光干涉仪监控涂层厚度；所述涂层为高分子涂层p(dmams-co-egdma)。

8.根据权利要求1所述的正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，所述i2/ki溶液由i2溶液和ki溶液配置而成；所述高分子正电涂层与碘的络合反应在摇床上进行，温度为20-40℃，避光，摇动速率为50-300r/min。

9.根据权利要求1所述的正电高分子涂层固定碘的制备方法，其特征在于，所述高分子正电涂层在i2/ki溶液中，与碘络合时间不小于0.5h。

10.权利要求1至9任意一项所述的方法制备得到的碘固定正电高分子涂层作为生物医用表面抗菌材料的应用。

技术总结本发明公开了一种正电高分子涂层固定碘的制备方法及应用，属于材料技术领域。方法包括：在温和反应条件下通过高分子化学气相沉积方法先将N,N‑二甲基乙烯基苯甲胺(DMAMS)通过交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)稳定固定在材料表面形成P(DMAMS‑co‑EGDMA)涂层，之后在温和条件下与碘(I)络合制备P(DMAMS‑co‑EGDMA)‑I涂层，将I固定在材料表面，使材料具有杀菌功能，且效率优于P(DMAMS‑co‑EGDMA)涂层。P(DMAMS‑co‑EGDMA)有利于将I固定于医疗器具表面，形成高效的抗菌涂层，从而降低细菌在医疗器具等表面引起的感染。技术研发人员：宋青,肖紫涵受保护的技术使用者：福建师范大学技术研发日：技术公布日：2024/6/30