石墨烯-聚合物復(fù)合材料的制備及其藥物緩釋和金屬防腐性能的研究.pdf

1、分類號(hào)：TQ15密級(jí)：UDC：543.2學(xué)校代碼：11065碩士學(xué)位論文石墨烯石墨烯聚合物復(fù)合材料聚合物復(fù)合材料的制備及的制備及其藥物藥物緩釋緩釋和金和金屬防腐屬防腐性能的研究性能的研究宋忠乾指導(dǎo)教師劉敬權(quán)教授學(xué)科專業(yè)名稱材料物理與化學(xué)論文答辯日期2016年05月30日摘要隨著新型二維材料的發(fā)展，石墨烯作為碳材料中最受歡迎的二維材料之一，自2004年被成功機(jī)械剝離制備以來(lái)，受到了人們的廣泛關(guān)注。石墨烯其特殊的單原子層結(jié)構(gòu)及加上特有的蜂窩

2、晶格結(jié)構(gòu)，賦予石墨烯各種優(yōu)異的物理與化學(xué)性能，包括良好的電子傳輸性能，較大的比表面積，耐高溫且導(dǎo)熱性能好，顯著的物理增強(qiáng)性能，很好的生物相容性及優(yōu)良的空氣阻隔性能等。這些優(yōu)異的特性，使石墨烯近十多年里備受關(guān)注，在電子器件，藥物緩釋，催化材料，復(fù)合增強(qiáng)材料以及金屬防腐領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。本文主要對(duì)聚合物改性的石墨烯形成的復(fù)合材料在藥物控制釋放和金屬防腐性能方面的研究。首先，我們通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的制備石墨烯方法—氧化還原法做了改進(jìn)，并對(duì)制備

3、的氧化石墨烯和還原氧化石墨烯進(jìn)行了表征。另外，在制備兩種功能化單體和利用RAFT聚合方法將功能化的單體高分子化，得到一種側(cè)基帶有特殊官能團(tuán)和末端帶有大π共軛結(jié)構(gòu)芘基的三嵌段聚合物，用于控制釋放兩種模擬藥物，分別通過(guò)引入雙硫鍵和肟鍵負(fù)載到嵌段聚合物中。最后，利用芘基和石墨烯間的非共價(jià)鍵作用力—ππ疊加作用制備了一種具有良好生物相容性的石墨烯復(fù)合材料。最后，利用肟鍵在酸性條件下的水解反應(yīng)和雙硫鍵在還原劑的作用下斷裂按照雙控制機(jī)理進(jìn)行控制藥物

4、緩慢釋放，并采用紫外可見(jiàn)吸收分光光度計(jì)對(duì)兩種模擬藥物的體外釋放行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明兩種藥物可以在不同pH和不同濃度還原劑條件下，達(dá)到可控釋放。由于癌細(xì)胞比正常細(xì)胞pH較低并且相對(duì)人體體液及正常細(xì)胞具有較高濃度的谷胱甘肽，所以該石墨烯復(fù)合材料在對(duì)癌癥的靶向治療方面具有重要潛在意義。與此同時(shí)，我們還利用一種改進(jìn)的電沉積和原位還原的方法制備了一種具有魚(yú)鱗狀特殊結(jié)構(gòu)的石墨烯聚吡咯復(fù)合材料。并采用循環(huán)掃描曲線、掃描電子顯微鏡、紅外光譜對(duì)材

5、料進(jìn)行了制備和結(jié)構(gòu)與形態(tài)的表征。通過(guò)電化學(xué)分析測(cè)試，包括開(kāi)路電壓、Tafel曲線和阻抗中的相位角和時(shí)間常數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明這種魚(yú)鱗狀的石墨烯聚吡咯復(fù)合結(jié)構(gòu)，對(duì)石墨烯的阻隔性能有明顯的提升，進(jìn)而能提高對(duì)碳鋼的防腐性能。同時(shí)，還對(duì)防腐行為過(guò)程做了等效電路模擬分析，對(duì)過(guò)程中的電化學(xué)行為做了詳細(xì)研究，并采用物理模型的阻隔作用對(duì)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了解釋，表明這種特殊的魚(yú)鱗狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)延長(zhǎng)腐蝕分子的擴(kuò)散路線，提高電沉積薄膜的物理阻隔性能，從而達(dá)到良好的