一种聚多巴胺/二氧化钛双层复合薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚多巴胺/二氧化钛双层复合薄膜的制备方法，其步骤包括：1）将盐酸多巴胺加入到去离子水中，得到A溶液；2）将TiO2水溶胶与部分A溶液混合，得到B溶液；3）将洁净的基板加入到余下的A溶液中浸泡，在基板上获得聚多巴胺薄膜；4）聚多巴胺薄膜上旋涂B溶液，干燥。本发明制备方法成本低廉，工艺简单，易于实现，制得的聚多巴胺/二氧化钛双层复合薄膜生物相容性好，且该薄膜中的TiO2纳米颗粒分散均匀，与基板有较强的结合力，具有一定的光响应性，可应用于生物组织工程、光催化等领域。
【专利说明】
一种聚多巴胺/ 二氧化钛双层复合薄膜及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种双层复合薄膜及其制备方法，具体涉及一种具有高结合强度的聚多巴胺(PDA)/二氧化钛(T12)双层复合薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]T12是一种具有良好生物相容性、无毒性、化学稳定性等优点的无机材料，并且其在经过紫外光照后可以达到超亲水，拥有极强的光催化活性。如今T12材料被广泛应用在生物组织工程、太阳能电池、自清洁等领域[Marco Faustin1.et al.Hydrophobic ,Antireflective, Self-Cleaning, and Antifogging Sol-Gel Coatings: An Exampleof Multifunct1nal Nanostructured Materials for Photovoltaic Cells.Chem.Mater.2010, 22，4406-4413]、[Kui Cheng, Yu Sun.et al.1mproved light-1nducedcell detachment on rutile T1O2 nanodot films.Acta B1materialia.26(2015)347-354]0
[0003]多巴胺无毒、生物相容性良好，是一种神经传导物质，能够自组装成含丰富酚羟基和含胺基团的聚多巴胺。
[0004]现有在组织工程上应用的这类薄膜自下而上共有五层，依次为非织布层、多孔支撑膜层、聚酰胺薄膜层、多巴胺薄膜层和T12颗粒薄膜层。其制备方法非常复杂:首先是在玻璃板上缠一层非织布，其次是在非织布上浸渍制备一层聚醚砜和N-甲基吡咯烷酮的混合多孔支撑膜，接着通过界面聚合的方法在此多孔支撑膜上合成一层聚酰胺薄膜，然后在此聚酰胺薄膜表面上自聚合成一层多巴胺薄膜，最后将此薄膜结构浸没在二氧化钛颗粒悬浮液中，浸渍沉积成T12颗粒薄膜。此种薄膜T12颗粒薄膜厚度不均匀，部分T12颗粒表面还覆盖有多巴胺层，使得T12颗粒无法暴露，从而抑制了 T12所应发挥的性能，限制了其在薄膜领域的应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、成本低廉、具有良好生物相容性和高结合强度的聚多巴胺/ 二氧化钛(PDA/Ti02)双层复合薄膜的制备方法。
[0006]本发明的聚多巴胺/二氧化钛双层复合薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
1)将0.08?0.16mg盐酸多巴胺加入到40?80ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到A溶液；
2)取出5?10mlA溶液，将T12水溶胶与A溶液按体积比1:1?1:10混合，并充分搅拌混合均匀，得到B溶液；
3)将洁净的基板加入到余下的A溶液中，浸泡10?12h后取出，50?60°C干燥，在基板上获得聚多巴胺薄膜；
4)在步骤3)的聚多巴胺薄膜上滴加20ul?30ulB溶液，以6000_8000r/min的转速旋涂30-40s，50?60 °C干燥1?12h，获得聚多巴胺/二氧化钛双层复合薄膜。
[0007]上述技术方案中，所述的基板通常为聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、石英玻璃、硅片、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
[0008]本发明的制备方法，在基板上自下而上依次自聚合制备PDA薄膜和旋涂制备T12纳米颗粒薄膜双层结构，操作简单，无需高温处理，易于实现，并且所采用的溶剂均为去离子水，避免了有机杂质的引入。通过在基板上制备一层PDA薄膜，极大地改善了基板的亲水性，从而也进一步提高了二氧化钛纳米颗粒薄膜与基板的结合力。该双层复合薄膜生物相容性良好，有利于其在组织工程及光催化等领域的推广使用。
【附图说明】
[0009]图1是roA/Ti02双层复合薄膜的结构示意图，在基板上自下而上依次有PDA薄膜和Ti02纳米颗粒薄膜；
图2是PDA/Ti02双层复合薄膜的表面形貌图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0011]实施例1
(1)将0.0Smg盐酸多巴胺加入到40ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出5mlA溶液，将T12水溶胶与A溶液按体积比1:1混合，并充分搅拌混合均匀，得到B溶液;
(3 )将洁净的PS基板加入到余下的A溶液中，浸泡1h后取出，50 °C干燥，在PS基板上获得I3DA薄膜；
(4)在步骤3)的PDA薄膜上滴加20ul B溶液，以6000r/min的转速旋涂30s，50°C干燥1h，制得PDA/ T12双层复合薄膜。
[0012]本例制得的复合薄膜表面形貌见图2，薄膜中的T12纳米颗粒分散均匀，经UV365照射20min后，其表面的二氧化钛颗粒薄膜接触角由35°降低至5°。此双层复合薄膜与PS基板结合牢固，超声震荡lOmin，二氧化钛颗粒薄膜不脱落。
[0013]实施例2
(1)将0.09mg盐酸多巴胺加入到50ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出6mlA溶液，将T12水溶胶与A溶液按体积比1:3混合，并充分搅拌混合均匀，得到B溶液;
(3)将洁净的PP基板加入到余下的A溶液中，浸泡1h后取出，52°C干燥，在PP基板上获得I3DA薄膜；
(4)在步骤3)的PDA薄膜上滴加22ulB溶液，以6000r/min的转速旋涂32s，52°C干燥1h，制得PDA/ T12双层复合薄膜。
[0014]本例制得的复合薄膜经UV365照射20min后，其表面的二氧化钛颗粒薄膜接触角由45。降低至10。。此双层复合薄膜与PP基板结合牢固，超声震荡lOmin，二氧化钛颗粒薄膜不脱落。
[0015]实施例3(1)将0.1Omg盐酸多巴胺加入到60ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出7mlA溶液，将T12水溶胶与A溶液按体积比1:5混合，并充分搅拌混合均匀，得到B溶液;
(3)将洁净的石英基板加入到余下的A溶液中，浸泡Ilh后取出，54°C干燥，在石英基板上获得PDA薄膜；
(4)在步骤3)的PDA薄膜上滴加24ulB溶液，以7000r/min的转速旋涂34s，54°C干燥llh,从而制得具有高结合强度的PDA/ T12双层复合薄膜。
[0016]本例制得的复合薄膜经UV365照射20min后，其表面的二氧化钛颗粒薄膜接触角由55。降低至20。。此双层复合薄膜与石英基板结合牢固，超声震荡1min，二氧化钛颗粒薄膜不脱落。
[0017]实施例4
(1)将0.12mg盐酸多巴胺加入到70ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出8mlA溶液，将T12水溶胶与A溶液按体积比1:7混合，并充分搅拌混合均匀，得到B溶液;
(3)将洁净的硅基板加入到余下的A溶液中，浸泡Ilh后取出，56°C干燥，在硅基板上获得I3DA薄膜；
(4)在步骤3)的PDA薄膜上滴加26ulB溶液，以7000r/min的转速旋涂36s，56°C干燥llh,从而制得具有高结合强度的PDA/ T12双层复合薄膜。
[0018]本例制得的复合薄膜经UV365照射20min后，其表面的二氧化钛颗粒薄膜接触角由60。降低至35。。此双层复合薄膜与硅基板结合牢固，超声震荡1min，二氧化钛颗粒薄膜不脱落。
[0019]实施例5
(1)将0.14mg盐酸多巴胺加入到80ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出9mlA溶液，将T12水溶胶与A溶液按体积比1:9混合，并充分搅拌混合均匀，得到B溶液;
(3)将洁净的PET基板加入到余下的A溶液中，浸泡12h后取出，58°C干燥，在PET基板上获得PDA薄膜；
(4)在步骤3)的PDA薄膜上滴加28ulB溶液，以8000r/min的转速旋涂38s，58°C干燥12h，从而制得具有高结合强度的PDA/ T12双层复合薄膜。
[0020]本例制得的复合薄膜经UV365照射20min后，其表面的二氧化钛颗粒薄膜接触角由70°降低至50°。此双层复合薄膜与PET基板结合牢固，超声震荡1min，二氧化钛颗粒薄膜不脱落。
[0021 ] 实施例6
(1)将0.16mg盐酸多巴胺加入到80ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出1mlA溶液，将T12水溶胶与其按体积比1:10混合，并充分搅拌混合均匀，得到B溶液;
(3)将洁净的PMMA基板加入到余下的A溶液中，浸泡12h后取出，60°C干燥，在PMMA基板上获得PDA薄膜；
(4)在步骤3)的PDA薄膜上滴加30ulB溶液，以8000r/min的转速旋涂40s，60°C干燥12h，从而制得具有高结合强度的PDA/ T12双层复合薄膜。
[0022]本例制得的复合薄膜经UV365照射20min后，其表面的二氧化钛颗粒薄膜接触角由75°降低至60°。此双层复合薄膜与PMMA基板结合牢固，超声震荡lOmin，二氧化钛颗粒薄膜不脱落。
【主权项】
1.一种聚多巴胺/ 二氧化钛双层复合薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 1)将0.08?0.16mg盐酸多巴胺加入到40?80ml去离子水中，搅拌至完全溶解，得到A溶液； 2)取出5?1mlA溶液，将T12水溶胶与A溶液按体积比1:1?1:10混合，并充分搅拌混合均匀，得到B溶液； 3)将洁净的基板加入到余下的A溶液中，浸泡10?12h后取出，50?60°C干燥，在基板上获得聚多巴胺薄膜； 4)在步骤3)的聚多巴胺薄膜上滴加20ul?30ulB溶液，以6000_8000r/min的转速旋涂30?40s，50?60 °C干燥1?12h，获得聚多巴胺/二氧化钛双层复合薄膜。2.根据权利要求1所述的聚多巴胺/二氧化钛双层复合薄膜的制备方法，其特征在于所述的基板为聚苯乙烯、聚丙烯、石英玻璃、硅片、聚对苯二甲酸乙二酯或者聚甲基丙烯酸甲酯。
【文档编号】B01J31/38GK105833916SQ201610164969
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】程逵, 成智国, 翁文剑
【申请人】浙江大学