具有多重響應性聚合物及微球的制備與表征.pdf

1、近年來,由于刺激響應性聚合物在藥物傳輸,生物傳感,化學分離,細胞培養(yǎng),酶固定化,以及生物電催化等領域的潛在應用而受到廣泛的關注。在眾多的刺激響應性聚合物中,溫度響應性聚合物尤其受到研究者的青睞,這是由于溫度的變化不僅是自然界的普遍現(xiàn)象,而且很容易靠人工實現(xiàn)和進行控制。除了溫度刺激外,光作為新興的刺激手段也具有獨特的優(yōu)勢。因為除了外加光的時間和位置可以精確地控制。光化學過程的純凈性和可控性使得光響應性聚合物具有很好的應用前景。與傳統(tǒng)的單一

2、刺激相比,具有雙(多)重刺激響應型聚合物以及微球材料已成為智能材料的重要研究方向之一。本論文基于這樣的一個研究背景,同時結合本組在溫敏聚合物和光敏聚合物方面的長期工作,以光敏基團重氮萘醌(DNQ)和溫敏聚合物Ⅳ-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)作為研究核心,通過自由基聚合、無皂乳液聚合以及沉淀聚合三種不同方法制備得到了具有多重響應性的無規(guī)線性共聚物、水凝膠納米粒子和具有核殼結構的復合微球,并對其響應性進行研究,具體內(nèi)容如下:
　　

3、(1)通過傳統(tǒng)自由基聚合方法制備了一系列P(NIPAM-co-NHMA)共聚物,并利用重氮萘醌苯磺酰氯(sc-DNQ)對親水性共聚物P(NIPAM-co-NHMA)進行修飾,得到了一系列具有溫度/pH/光三重響應性的無規(guī)共聚物P(NIPAM-co-NHMA-co-DNQMA)。研究發(fā)現(xiàn),與本體PNIPAM相比,采用共聚單體NHMA與NIPAM共聚后,共聚物P(NIPAM-co-NHMA)的LCST隨著親水性共聚單體NHMA摩爾含量的增加

4、而增加。與親水性的線性鏈P(NIPAM-co-NHMA)相比,修飾了光敏單體的共聚物P(NIPAM-co-NHMA-co-DNQMA)的相轉(zhuǎn)變溫度曲線向低溫方向移動,而進行紫外光照射后,憎水的DNQ基團變?yōu)橛H水的茚酸(IC),使得生成的P(NIPAM-co-NHMA-CO-ICMA)聚合物的LCST均有一定程度的增加。同時,無規(guī)共聚物P(NIPAM-co-NHMA)和P(NIPAM-co-NHMA-co-DNQMA)的相轉(zhuǎn)變溫度曲線隨著

5、溶液的pH值由7.4增大為10.5時,均向高溫方向移動,顯示出了LCST的pH值響應性。
　　 (2)通過無皂乳液聚合方法制備了含氨基的輕度交聯(lián)的PNIPAM-NH2溫敏水凝膠。研究發(fā)現(xiàn)在引發(fā)劑(KPS)和交聯(lián)劑(MBA)的用量對于水凝膠納米粒子制備和性質(zhì)有著顯著的影響:KPS用量為4％時制備的納米粒子尺寸適中,分散性相對較好;低交聯(lián)密度的水凝膠納米粒子具有較大的溶脹比,而高交聯(lián)密度下的粒子的形態(tài)更加規(guī)整。隨后通過sc-DNQ上

6、的磺酰氯與甲基丙烯酸-2-胺乙酯鹽酸鹽(AEMA)帶有的胺基基團之間的反應制備了不同程度光敏基團修飾的pH/光/溫度三種響應的水凝膠納米粒子。水凝膠上憎水性的光敏基團的修飾程度越高,水凝膠的相轉(zhuǎn)變溫度向低溫方向移動就越明顯,光照前后的VPTT和溶脹比變化就越大。同時,保留有一定的氨基的水凝膠納米粒子還具有pH響應性,在不同的pH環(huán)境下,流體力學直徑不同。利用保留胺基與帶負電的磁流體的靜電相互作用,成功實現(xiàn)了多重響應性的水凝膠對磁性Fe3

7、O4納米粒子的負載。
　　 [(3)首先通過改進的St(o)ber方法制備Fe3O4@SiO2復合粒子,通過沉淀/無皂乳液聚合成功的制備了具有核-殼結構的有機/無機復合微球Fe3O4@SiO2@PNIPAM-NH2,并研究了共聚單體的比例對聚合物殼層厚度的影響。通過復合微球殼層上AEMA帶有的胺基基團與sc-DNQ上的磺酰氯之間的反應制備得到具有磁/溫度/pH/光四重響應性的聚合物復合微球?？疾炝藦秃衔⑶虻拇彭憫砸约肮饷魡误wD