
技术摘要:
本发明公开了一种抗蛋白吸附聚酯纤维及其制备方法,包括:1)5‑乙烯基间苯二甲酸与叔丁醇通过酯化反应合成5‑乙烯基间苯二甲酸二叔丁酯,作为第三单体与对苯二甲酸、乙二醇共缩合制备乙烯基接枝聚酯纤维;2)乙烯基接枝聚酯纤维与N‑乙酰半胱氨酸通过巯基‑烯点击反应, 全部
背景技术:
聚酯纤维,俗称“涤纶”,是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的 合成纤维,因其具有优异的热稳定性、耐光性、耐磨性和化学稳定性,是目前应用最广泛的、 产量最大合成纤维,除了应用于纺织品以外,越来越多的功能性聚酯纤维应用于膜分离技 术、医疗、渔网等领域。然而,聚酯由于其分子结构决定而具有较强的亲油疏水性,容易吸附 蛋白,限制了其应用。例如,在膜分离技术领域中,分离膜微孔中常常发生的蛋白吸附与生 物体滞留会导致膜通量严重降低,减少分离膜的工作寿命;同样的,在医疗、水域防污等领 域也面临着蛋白吸附而引起材料失效的问题。 在抗蛋白吸附材料的研究中,甜菜碱凭借其优异的抗蛋白吸附作用以及环境友好 性而受到许多研究者的关注。甜菜碱是一种两性离子化合物,水化层理论认为,亲水的两性 离子基团会通过静电力、氢键作用等结合大量的水分子,形成一层致密的水化层,水化层在 分子尺度的空间上屏蔽了蛋白质分子与材料表面的接触与相互作用,从而有效地减少了蛋 白质分子在表面的吸附。目前,未见有关于聚酯纤维抗蛋白吸附的报道。
技术实现要素:
本发明通过引入具有活性基团的第三单体与对苯二甲酸和乙二醇进行缩聚,通过 活性基团在聚酯分子链上引入甜菜碱(本发明特指半胱氨酸),以提高聚酯纤维的亲水性、 抗蛋白吸附性,拓宽其在膜分离、海洋、医疗用品方面的应用。 本发明的目的在于提供一种抗蛋白吸附聚酯纤维。 本发明的另一目在于是提供上述抗蛋白吸附聚酯纤维的制备方法。 本发明上述目的通过以下技术方案实现: 一种抗蛋白吸附聚酯纤维PET-g-Acys,其结构式如下: 式中n的取值为12~50,m的取值为60~170。 上述抗蛋白吸附聚酯纤维的反应流程及制备方法如下: 1.5-乙烯基间苯二甲酸二叔丁酯(M1)的合成 在圆底烧瓶中加入5-乙烯基间苯二甲酸、叔丁醇、N,N'-二环己基碳酰亚胺(DCC)、 4 CN 111549527 A 说 明 书 2/5 页 N,N-对二甲氨基吡啶(DMAP),用等体积干燥二氯甲烷溶解,在室温下反应24h后过滤除去不 溶物,50~80℃下蒸发滤液溶剂,以二氯甲烷为洗脱剂,通过硅胶柱色谱分离得到浅黄色液 体M1。 所述5-乙烯基间苯二甲酸、叔丁醇、DCC、DMAP的投料摩尔比1:3:5:0.2。 M1的结构式如下: 2.乙烯基改性聚酯纤维(PET-g-vinyl)的制备 在1L双层加热的反应釜中,预先将反应釜外温设定在250~260℃,在内温为170~ 180℃左右时加入M1、对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG),开启搅拌直至完全熔融后添加醋酸 锑。再将外温设定为280~290℃,缓慢升温,当内温升至250~260℃时,抽真空开始酯化反 应2h,控制缩聚温度在270~280℃,反应3h,用氮气解除真空并出料,冷却后切片,并按常规 纺丝工艺进行纺丝,得到PET-g-vinyl纤维。 所述M1、PTA、EG的投料摩尔比为1:1 .5~4:3~6,醋酸锑的投料量为单体质量的 0.4~1%。 PET-g-vinyl的结构式如下: 3.乙酰半胱氨酸接枝聚酯纤维(PET-g-Acys)的制备 在反应池中,将PET-g-vinyl纤维放入含有N-乙酰半胱氨酸(Acys)的甲醇/四氢呋 喃混合溶液中,在365nm的紫外光照射下反应5h,将改性聚酯纤维取出,用甲醇冲洗2遍后在 80~100℃下干燥2h,得到PET-g-Acys纤维。 所述N-乙酰半胱氨酸(Acys)的甲醇/四氢呋喃混合溶液,Acys的摩尔浓度为1~ 3mol/L,甲醇与四氢呋喃的体积比为1:1。 所述N-乙酰半胱氨酸(Acys)的甲醇/四氢呋喃混合溶液中还含有0.3~1mol/L催 化剂安息香二甲醚(DMPA)。 PET-g-Acys的结构式如下: 5 CN 111549527 A 说 明 书 3/5 页 4.半胱氨酸接枝聚酯纤维(PET-g-Cys)的制备 将PET-g-Acys置于盐酸的乙醇溶液中,升温至90~100℃,恒压搅拌反应5h,取出 用水冲洗2~3遍,在100~120℃下干燥得到PET-g-Cys纤维。 所述盐酸的乙醇溶液为3mol/L的盐酸溶液与乙醇2:1体积比混合溶液。 本发明具有如下优点和有益效果: 本发明提供一种抗蛋白吸附聚酯纤维及其制备方法,甜菜碱(本发明特指半胱氨 酸)通过化学接枝的方法引入聚酯纤维,能够赋予材料持久的亲水性和抗蛋白吸附性,使聚 酯制品长期浸泡于天然水域中能够减少蛋白的粘附,有利于延长分离膜、渔网的使用寿命。 附图说明 图1为实施例1~7对应的不同接枝比例下PET-g-Cys纤维的蛋白吸附表面荧光强 度对比图。 图2为实施例1~7对应的不同接枝比例下PET-g-Cys纤维的吸水率曲线。