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聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)和甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)共聚物水凝胶是一种性能优异的高分子,具有良好的生物相容性,在组织工程方面具有很好的应用前景。本研究合成了聚乙二醇双丙烯酸酯和甲基丙烯酸2-羟乙酯共聚物,以氩等离子体对材料表面进行改性,研究了等离子处理条件对凝胶表面性能的影响,同时进行等离子引发接枝丙烯酰胺,考察了材料改性后亲水性的变化情况。
以聚乙二醇双丙烯酸酯和甲基丙烯酸2-羟乙酯为单体,2-羟基-2甲基丙酮(Irgacure2959)为光引发剂,采用紫外光聚合法合成了一系列PEGDA/HEMA共聚物水凝胶材料。用Ar等离子对PEGDA/HEMA凝胶膜材料进行处理,通过X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对等离子处理前后的共聚物凝胶表面进行了表征和分析,经处理后材料表面结构和元素含量发生了改变,在材料表面接入含氧基团,使材料表面氧含量发生改变。经过等离子处理后,材料表面形貌发生改变,材料表面分布有孔径大小不一的孔洞结构,材料表面由平滑变得粗糙,并且随着处理功率和处理时间的增加,刻蚀现象越来越明显。探讨了等离子处理时间和功率对材料的亲水性及表面能的影响,并对等离子改性的时效性进行了研究。研究结果表明随着等离子处理时间和处理功率的增加,材料亲水性和表面能增加。PEGDA/HEMA凝胶经等离子处理后,能在一定时间内极大的改善凝胶的亲水性。
用氩等离子体对PEGDA/HEMA凝胶膜进行预处理,在无光引发剂的条件下,通过紫外光照射接枝丙烯酰胺(AAm),用红外反射光谱和X射线光电子能谱(XPS)对接枝改性前后的PEGDA/HEMA凝胶表面结构、元素含量及表面形貌进行了分析和表征,接枝前后材料表面成分发生变化,凝胶材料的表层结构中N元素的含量增大,且出现了新的碳价键形式,可以证明该峰来自于AAm,归属于其中的-CON-酰胺键,红外谱图中在3416cm-1和3282cm-1处出现了酰胺基的特征吸收峰。研究结果表明AAm已经接枝到PEGDA/HEMA凝胶材料表面。
研究了等离子处理时间、等离子处理功率、紫外光照时间和AAm溶液浓度对PEGDA/HEMA凝胶接枝率的影响。研究结果表明,PEGDA/HEMA凝胶材料经过接枝改性后,材料的亲水性得到改善,随着等离子处理时间的增长,处理功率的增大,紫外光照时间的增长,AAm溶液浓度的增大,材料的水接触角减小,亲水性增强；PEGDA/HEMA凝胶的平衡溶胀率在经接枝改性后也随之增加,且随着等离子处理时间的增长,处理功率的增大,紫外光照时间的增长,AAm溶液浓度的增大,材料的平衡溶胀率增大。