石墨烯-聚合物復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：TQ15密級：UDC：543.2學校代碼：11065碩士學位論文石墨烯石墨烯聚合物復合材料聚合物復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教師劉敬權教授學科專業(yè)名稱材料物理與化學論文答辯日期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年被成功機械剝離制備以來，受到了人們的廣泛關注。石墨烯其特殊的單原子層結構及加上特有的蜂窩

2、晶格結構，賦予石墨烯各種優(yōu)異的物理與化學性能，包括良好的電子傳輸性能，較大的比表面積，耐高溫且導熱性能好，顯著的物理增強性能，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注，在電子器件，藥物緩釋，催化材料，復合增強材料以及金屬防腐領域展現(xiàn)了廣闊的應用前景。本文主要對聚合物改性的石墨烯形成的復合材料在藥物控制釋放和金屬防腐性能方面的研究。首先，我們通過對現(xiàn)有的制備石墨烯方法—氧化還原法做了改進，并對制備

3、的氧化石墨烯和還原氧化石墨烯進行了表征。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，得到一種側基帶有特殊官能團和末端帶有大π共軛結構芘基的三嵌段聚合物，用于控制釋放兩種模擬藥物，分別通過引入雙硫鍵和肟鍵負載到嵌段聚合物中。最后，利用芘基和石墨烯間的非共價鍵作用力—ππ疊加作用制備了一種具有良好生物相容性的石墨烯復合材料。最后，利用肟鍵在酸性條件下的水解反應和雙硫鍵在還原劑的作用下斷裂按照雙控制機理進行控制藥物

4、緩慢釋放，并采用紫外可見吸收分光光度計對兩種模擬藥物的體外釋放行為進行了系統(tǒng)研究。結果表明兩種藥物可以在不同pH和不同濃度還原劑條件下，達到可控釋放。由于癌細胞比正常細胞pH較低并且相對人體體液及正常細胞具有較高濃度的谷胱甘肽，所以該石墨烯復合材料在對癌癥的靶向治療方面具有重要潛在意義。與此同時，我們還利用一種改進的電沉積和原位還原的方法制備了一種具有魚鱗狀特殊結構的石墨烯聚吡咯復合材料。并采用循環(huán)掃描曲線、掃描電子顯微鏡、紅外光譜對材

5、料進行了制備和結構與形態(tài)的表征。通過電化學分析測試，包括開路電壓、Tafel曲線和阻抗中的相位角和時間常數(shù)進行分析，結果表明這種魚鱗狀的石墨烯聚吡咯復合結構，對石墨烯的阻隔性能有明顯的提升，進而能提高對碳鋼的防腐性能。同時，還對防腐行為過程做了等效電路模擬分析，對過程中的電化學行為做了詳細研究，并采用物理模型的阻隔作用對設計原理進行了解釋，表明這種特殊的魚鱗狀結構，通過延長腐蝕分子的擴散路線，提高電沉積薄膜的物理阻隔性能，從而達到良好的