材料研究与应用 MATERIALS RESEARCH^AND APPLICATIoN

第4卷第4期

V01．4，No．4

2 0 1 0年1 2月

Dec．20 1 0

文章编号：1673—9981(2010)04—0711—05

多巴胺改性聚丙烯酸酯的合成及性能研究*

张 峰1’2，刘四委1’2，张 艺1’2，许家瑞1’2

• (1．聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室中山大学化学与化学工程学院，广东广州 510275； 2．新型聚合物材料设计合成与应用广东省高校重点实验室中山大学化学与化学工程学院，广东广州 510275)

• 摘要：本文将海洋贻贝黏附蛋白中的黏附功能单元——多巴胺(Dopamine)接枝到聚丙烯酸酯上，从而 得到了高性 能的可降解的贻贝仿生聚丙烯酸酯．首先，将丙烯酸和丙烯酸正丁酯通过自由基聚合合成了 聚丙烯酸一丙烯酸 正丁酯共聚物；然后，利用l一(3一二甲氨基丙基)一3一乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCI)将 多巴胺接枝到聚丙烯 酸酯￡，制备了含多巴胺的贻贝仿生聚丙烯酸酯．通过其核磁共振(NMR)谱图确证了多巴胺成功地引入到了聚丙 烯酸酯上．拉伸强度测试分析表明。引入多巴胺后的丙烯酸酯比原丙烯 酸酯粘接性得到了大幅度提高，从0． 053 MPa提高到了0．124 MPa，提高幅度达2倍多．静态水接触角的分析表明，引入多巴胺后，增强了丙烯酸酯的亲水性．此制备 方法简单易行，可用于各种丙烯酸酯胶黏剂改性修饰． 关键词：多巴胺；聚丙烯酸酯；贻贝仿生；降解 中图分类号：0632．52 文献标识码：A

近年来，丙烯酸酯胶粘剂在医用领域发展迅速， 了适用于不同领域的系列化、多元化产品，如组 合剂、牙齿黏合剂和骨黏固剂等．常见的丙烯酸 用胶粘剂有口一氰基丙烯酸酯类黏合剂和聚丙烯 黏合剂．其中，聚丙烯酸酯类黏合剂广泛用于 牙齿修补，以及在人工关节置换术中用于 关节的固定、骨缺损的充填材料．目前，对医用 酯胶粘剂的研究工作主要集中在提高其亲水 生物相容性等方面[1]．

物显得十分有意义．我们选用了容易获得的丙烯酸形成 和丙烯酸正丁酯通过自由基聚合得到了聚丙烯酸一织黏 丙烯酸正丁酯共聚物，再利用EDC使氨基和羧基反酯医 应，把功能基元DOPA接枝到该聚合物上，从而得酸酯类 到一种具有较好黏性的生物可降解胶黏剂．口腔正畸、 我们合成的这种胶黏剂使用乙醇为主要溶剂，人工 大大降低了污染并可减少能源消耗和VOC排放，丙烯酸 对于胶黏剂行业从源头抓起发展低碳经济具有重要性， 的意义．

海洋贻贝是一种水生生物，它通过分泌一种黏附蛋白而强力地附着在水下各种 有机无机物的表 1试剂和原料 面． 研究表明，这种蛋白质中含量较高的多巴胺是起 黏附作用的主要成份[2≈]．许多引入了多巴胺的人工 白和聚合物都表现出很强的黏性[2。5]．尽管对 胺的黏附机理还不是很清楚，但是作为一种 性、对各种 材质的广泛适用性使得其具有较高的实用前景． 2 实验方法

多巴胺(DOPA)购自上海元吉化工有限公司；合成蛋 EDC，HOBT均购自Acros，直接使用；其它试剂均于多巴 精制后使用．潜在的替代传统胶黏剂的生物胶水，无毒

2 实验方法

由于天然黏附蛋白提取困难，使得天然贻贝黏

• 附蛋白的造价高昂．因此，寻找稳定、廉价的可替代 2．1 聚丙烯酸一丙烯酸正丁酯共聚物的合成

收稿日期：2010-10—23

*基金项目：国家自然科学基金(50903096和50873116)；广东省自然科学基金(9451027501002566) 作者简介： 张峰(1983一)。男。湖北十堰人，博士研究生．

万方数据

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氮气保护下将1．050 g丙烯酸(0．015 m01)，

h，所得反应液用正己烷反复洗涤后于50℃下真空 干燥24 h．反应路线如图1所示．

2．697 g丙烯酸正丁酯(O．021 t001)，偶氮二异丁腈 干燥24 h．反应路线如图1所示． (AIBN)0．037 g，乙醇30 mI。依次加入到反应瓶中， 升温至60℃反应12 h后沉降在100 mL正己烷中， 3结果与讨论 抽滤，沉 降物用正己烷／乙醇反复沉降多次至上层清液无色，于50℃下真空干燥24 h，得到无色透 明胶 3．1 聚合物的结构表征

3结果与讨论 抽滤，沉

• 3．1 聚合物的结构表征

状物，产率89％．

DOPA接枝到聚合物中后，在其核磁氢谱上 6．6～6．8 ppm的位置出现了DOPA特征峰(图2 和图3)，表明DOPA成功地接枝到了聚合物上．通验与文 过计算可知，DOPA的接枝率约为80％．

• 2．2 N一丙烯酰基多巴胺(DMA)的合成[33

  • 按照文献[33的方法合成，所得产物用NMR检

献一致，证明得到了DMA．

对比接枝前后的红外图(图4和图5)，接枝后 在1608．08 cm～，1525．59 cm～，1462．44 cm_1处 出现了苯环骨架的特征峰，证明DOPA成功接枝到丁酯共 了聚丙烯酸丙烯酸正丁酯共聚物上．

• 2．3 多巴胺改性聚丙烯酸酯的合成

氮气气保护下将0．262 g聚丙烯酸一丙烯酸正 聚物，0．600 g DMA溶于8 mL二氯甲烷／甲基甲酰胺(1：1)混合液中，加入0．202 g EDC， 0．038 g^{HOBT和0．080} g三乙胺，室温下反应12

万方数据

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EDC，HOBT
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图1 多巴胺改性聚丙烯酸酯的合成
龙 ∞
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5．0 4．0 3．0 2 0 I．O O
fl(ppm)

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张峰，等：多巴胺改性聚丙烯酸酯的合成及性能研究

1200
1000
800
600
400
200
0
8．O 7．0 6．0 5．0 4．0 3．0 2，0 1．0 0
fl(ppm)
圈3 多巴胺接枝共聚物的1 HNMR图
寥
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渡数／cm‘‘ 图4聚丙烯酸丙

烯酸正丁酯共聚物的FT-IR图
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4000 3500 3000 2500 2000 l 500 1000 500
波数／cm。

图5多巴胺接枝共聚物的FT—IR图

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