Una procedura di polimerizzazione indotta dal plasma è descritta per la polimerizzazione superficie avviato su membrane polimeriche. Ulteriori postmodifica del polimero innestato con sostanze fotocromiche è presentato con un protocollo di effettuare le misure di permeabilità delle membrane luce-reattiva.
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Articolo metodologico
Preparazione di membrane Light-responsive da un innesto superficie combinata e Postmodifica processo
In questo articolo
Sommario
Abstract
Al fine di modificare la tensione superficiale delle membrane commerciali disponibili taglio pista polimero, un procedimento di polimerizzazione in superficie avviato è presentato. La polimerizzazione dalla superficie della membrana è indotta dal trattamento al plasma della membrana, seguita facendo reagire la superficie della membrana con una soluzione metanolica di 2-idrossietil metacrilato (HEMA). Particolare attenzione è data ai parametri di processo per il trattamento al plasma prima della polimerizzazione sulla superficie. Ad esempio, l'influenza del plasma-trattamento su diversi tipi di membrane (ad esempio poliestere, policarbonato, fluoruro di polivinilidene) è studiato. Inoltre, la stabilità tempo-dipendente delle membrane superficiali innestato è indicato da misure di angolo di contatto. Quando l'innesto poli (2-idrossietil metacrilato) (PHEMA) in questo modo, la superficie può essere ulteriormente modificata per esterificazione della parte alcoolica del polimero con una funzione di acido carbossilico della sostanza desiderata.Queste reazioni possono pertanto essere utilizzati per la funzionalizzazione della superficie della membrana. Ad esempio, la tensione superficiale della membrana può essere modificata o una funzionalità desiderata come la luce-reattività presentato può essere inserito. Ciò è dimostrato facendo reagire PHEMA con un acido carbossilico funzionalizzato unità spirobenzopyran che porta ad una membrana luce-reattiva. La scelta del solvente gioca un ruolo importante nel passaggio postmodifica e viene discussa in maggior dettaglio in questo documento. Le misure di permeabilità di tali membrane funzionalizzate sono eseguiti utilizzando una cella Franz con una fonte di luce esterna. Modificando la lunghezza d'onda della luce visibile al UV-gamma, si osserva un cambiamento di permeabilità di soluzioni acquose caffeina.
Introduzione
Modifica plasma dei materiali è diventato un processo importante in molti campi industriali. Pulizia delle superfici e funzionalizzazione di superfici senza cambiare la proprietà maggior parte del materiale è fatto il trattamento al plasma un processo essenziale nella scienza delle superfici 1-8.
Il trattamento al plasma dei polimeri si traduce in omolitico legame scissione. Questo porta ad un bordo del materiale polimerico e alla formazione di superfici ricche radicali. Utilizzando plasma contenente molecole di ossigeno, la superficie diventa ossigenato e quindi più idrofilo 9-11. Tuttavia, l'idrofilia delle sup....
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Protocollo
1. Polimerizzazione al plasma avviata
- Preparazione della soluzione di monomero.
- Sciogliere HEMA (100 ml, 0,718 moli) in 200 ml di acqua e lavare 3x con esano (100 ml) in un imbuto separatore. Saturare la fase acquosa con cloruro di sodio ed estrarre il HEMA con etere etilico (50 ml). Essiccare la fase organica su MgSO4 e rimuovere il solvente sotto vuoto (100 mbar, 40 ° C). Distillare l'HEMA a pressione ridotta (15 mbar; 99 ° C).
- Preparare una soluzione 0,62 M metanolica di HEMA libero-inibitore prodotta in sezione 1.1.1. Versare 30 ml della soluzione in un matraccio da un collo ed eliminare facendovi gorgogliare ....
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Risultati
La velocità di incisione può essere seguita pesando la membrana dopo diversi periodi di tempo. Come si può vedere dalla figura 4, la velocità di incisione segue per poliestere, fluoruro di polivinilidene, e policarbonato membrane una velocità di incisione lineare, che può essere determinato dalla pendenza della correlazione lineare del tempo etch contro perdita di massa. Come mostrato in figura 4, le membrane di policarbonato mostrano il tasso di etch basso di tutti i tre membr.......
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Discussione
Il processo plasma produce un gas viola, che è causato da argon ionizzato. Un colore arancione denota la presenza di azoto indesiderato da una perdita. Il processo al plasma non solo formare radicali sulla superficie, ma anche incide la membrana 7,12. Troppo incisione può cambiare il diametro dei pori significativamente, che influenzerebbe la permeabilità della membrana. Le condizioni di reazione controllate della configurazione presentata permettono migliorare la riproducibilità del processo di innesto plasm.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato finanziato dalla Swiss National Science Foundation (PNR 62 - Smart Materials). Anche riconosciuto è il supporto di B. Hanselmann, K. Kehl, U. Schütz e B. Leuthold.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 2-idrossietilmetacrilato, 97% | Sigma-Aldrich | 128635 | |
| esano 99% | Biosolve | ||
| solfato di magnesio (MgSO4, anidro) | Sigma-Aldrich | M7506 | |
| metanolo, 99% | Sigma-Aldrich | 14262 | essiccato su setacci molecolari |
| N,N-Dicilcoesilcarbodiimmide, 99% | Sigma-Aldrich | D8002 | |
| Dimetil aminopiridina, 99% | Sigma-Aldrich | 107700 | |
| Tert-butilmetiletere, 98% | Fluka | 306975 | |
| Membrana in policarbonato | Whatman | Nanopore Track Etched (TE) (1.0 μ m, 0,2 μ m, 0,1 μ m, 50 nm, 30 nm e 15 nm di diametro dei pori; Diametro della membrana 47 mm o 25 mm) | |
| Caffeina (reagente plus) | Franz Sigma-Aldrich | C0750 | |
| (12 ml) | SES-Analysesysteme | 6C010015 | Cella di Franz non jacheted da 15 mm, 12 ml Volume del recettore, Terreno piatto, vetro trasparente, agitatore e pinza |
| Lampada | UV Irradiazione UV (366 nm, 15 W/m2) | ||
| Lampada | a luce biancaIrradiazione a luce bianca (lampadina da 500 W) | ||
| Spettrofotometro UV/Vis | Varian 50Bio/50MPR | ||
| Membrane in poliestere | Sterlitech | PET0225100 | Filtri a membrana in poliestere, 0,2 μ m diametro dei pori, diametro 25 mm |
| Membrane in fluoruro di polivinilidene | Membrane Millipore | PVDF Durapore (0,22 μ m diametro dei pori; Diametro membrana 47 mm) | |
| Argon (99,9995%) | Generatore | ||
| Dressler Cesar | Configurazione della camera al plasma | ||
| configurazione | |||
| Apparecchio di misura dell'angolo di contatto | Krü Bilance ss | G10 | |
| Mettler Toledo | AB204-S e Mettler ME30 |
Riferimenti
- d'Agostino, R. Basic Approaches to Plasma Production and Control. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. (2008).
- Liston, E. M., Martinu, L., Wertheimer, M. R. Plasma surface modification of polymers for improved adhesion: a critical review. J. Adh. Sci. Technol. 7 (10), 1091....
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Ristampe e permessi
