磷酸膽堿基聚合物-Fe3O4納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、磁性納米復(fù)合材料的制備越來(lái)越受到科學(xué)工作者的重視,它具備復(fù)合成分的綜合性質(zhì)。用聚合物修飾磁性納米微粒不但可以發(fā)揮材料本身的磁性能,而且聚合物殼層可以提高其生物相容性,對(duì)拓展磁性材料在生物領(lǐng)域的應(yīng)用有巨大的幫助。本論文在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上,通過(guò)多元醇高溫還原法制備出Fe304納米粒子,對(duì)其表面進(jìn)行硅烷化處理引入引發(fā)劑分子2-(4-氯磺酰苯基)乙基三氯硅烷(CTCS),再通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法聚合2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿(

2、MPC),從而制得磷酸膽堿基聚合物(PMPC)/Fe3O4納米復(fù)合材料。并利用透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、紅外(FTIR)、動(dòng)態(tài)光散射(DLS)等分析檢測(cè)手段對(duì)所制備的材料的微觀形貌、結(jié)構(gòu)、組成成分和尺寸分布進(jìn)行了表征;用磁性能測(cè)量系統(tǒng)(MPMS)、磁共振分析儀(MR)對(duì)材料的磁性能進(jìn)行研究;采用體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)(MTT)分析了該納米復(fù)合材料的生物相容性。具體的研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)以乙酰丙酮鐵和三甘

3、醇為原料,利用多元醇法制備出了粒徑均一、結(jié)晶性好、飽和磁化強(qiáng)度較高、可控性好的納米粒子。XRD、TEM測(cè)試結(jié)果表明,所制備的納米粒子為純相的Fe3O4納米粒子,平均粒徑約為12.4 nm。FTIR結(jié)果顯示,其表面富含羥基(-OH),有利于對(duì)其進(jìn)一步的修飾。
　　(2)利用硅烷偶聯(lián)劑(CTCS)對(duì)Fe3O4納米粒子的表面進(jìn)行硅烷化處理,構(gòu)建無(wú)機(jī)和有機(jī)之間的“分子橋”。CTCS與納米粒子表面的羥基(-OH)通過(guò)形成化學(xué)鍵Fe-O-Si

4、,而接枝固定到粒子表面。
　　(3)在室溫條件下,以硅烷化處理的納米粒子(CTCS-Fe3O4)為引發(fā)劑,以Cu(Ⅰ)/bpy作為催化體系,通過(guò)ATRP方法,將MPC單體聚合到Fe3O4納米粒子表面,制備出PMPC/Fe3O4納米復(fù)合材料。
　　(4)研究了引發(fā)劑的用量、溶劑的組成、聚合時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)制備PMPC/Fe3O4納米復(fù)合材料的影響,并對(duì)其影響機(jī)理進(jìn)行了初步探討。引發(fā)劑的用量對(duì)PMPC/Fe3O4納米復(fù)合材料的分

5、散性及表面有機(jī)層的均勻性等均會(huì)產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以每60mg Fe3O4納米粒子選用1mLCTCS為宜;在以水為溶劑的反應(yīng)介質(zhì)中,乙醇的加入可以改善磁性粒子表面接枝的硅烷偶聯(lián)劑的分散性,避免了納米粒子之間的團(tuán)聚。此外,醇類(lèi)的選擇也與引發(fā)劑種類(lèi)有關(guān);隨著聚合時(shí)間的延長(zhǎng),轉(zhuǎn)化率提高,納米復(fù)合材料的有機(jī)層趨于均勻,其分散性和穩(wěn)定性提高。
　　(5)對(duì)PMPC/Fe3O4納米復(fù)合材料的生物相容性和磁性能進(jìn)行了初步的研究。體外細(xì)胞毒性