含兩性離子前體聚氨酯的合成及防污性能研究a

曹耀勻, 馬 駿, 吳碧梅, 夏枚生, 陳圣福

(1. 浙江大學 化學工程與生物工程學院, 浙江 杭州310027; 2. 浙江大學 海洋學院, 浙江 舟山 316021)

1 前 言

生物醫學[1]和海洋防污[2]等領域一直面臨著蛋白質等生物大分子非特異性吸附的困境。蛋白質等在生醫材料表面吸附能導致炎癥、免疫等許多不良后果，嚴重影響患者的康復[3]。海洋設備表面易被蛋白質、微生物、動植物吸附，嚴重影響海洋工程設備的正常使用[4-5]。例如，船體表面的海洋生物附著造成燃耗量大幅度增加，導致經濟損失和加劇環境污染[6]。先前采用釋放抗生素雷帕霉素等用于生物防污[7]，重金屬銅等用于海洋防污[8]以抑制生物附著，但因危害環境而逐漸被取代。因此，研究環境友好型防污材料成為當下的熱點。其中，攜有等量正負電荷的兩性離子材料具有親水性，能在材料表面形成具有能量屏障和物理阻隔能力的水合層，因而具備環境友好的防污性能[9]。然而，該材料穩定性及防污持久性較差。在此基礎上，CHEN等[10]將兩性離子酯化為兩性離子前體以提高其穩定性。當其暴露于水環境中，材料表面附近的酯能逐漸水解轉換為具有防污性能的兩性離子。隨著表面水不斷滲透到材料內部，侵蝕的材料表面被新水解的兩性離子不斷更換，因而長期具備防污性能。

為了制備具有優異防污性能的含兩性離子前體材料，JI等[11]制得羧酸甜菜堿酯類似物(carboxybetaine ester，CBE)醫用敷料，但其防污性能一般。HUNG等[12]制得甲基取代叔胺型羧酸甜菜堿酯(tertiary carboxybetaine ester，TCBR)生物醫學材料，具有優異的防污性能。……