基于PNIPAM的響應(yīng)性高分子材料的制備及性能的研究.pdf

1、高分子材料被廣泛應(yīng)用于航天、軍工和民用等各個領(lǐng)域?；钚宰杂苫酆弦约包c擊反應(yīng)等高分子合成技術(shù)的發(fā)展使所得到的高分子材料的性能逐漸提高。活性自由基聚合反應(yīng)和點擊反應(yīng)不僅為合成各種特殊結(jié)構(gòu)的聚合物，如接枝、星形和環(huán)形聚合物等,提供了有效的手段，也為各種無機或有機材料的改性提供了寬廣的技術(shù)平臺。本文在高分子合成和材料改性等方面進行了有意義的探索，具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1.利用單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合以及點擊反應(yīng)相結(jié)合，在高濃

2、度下成功制備了全親水性蝌蚪形嵌段共聚物，即線形聚(N-異丙基丙烯酰胺)-b-環(huán)狀聚乙二醇(tail-PNIPAM-c-PEG)。首先通過單電子自由基聚合制備了在PEG和PNIPAM兩嵌段之間帶有疊氮基團的ABA 三嵌段共聚物；然后利用雙炔基小分子與疊氮基團在極高的濃度下發(fā)生聚合物分子內(nèi)關(guān)環(huán)反應(yīng)，制備了全親水性蝌蚪形聚合物。研究了蝌蚪形共聚物和線形前體的溫度響應(yīng)性行為的差別，研究了濃度對聚合物溫度響應(yīng)行為的影響。結(jié)果表明，環(huán)狀聚合物的臨界

3、聚集溫度與其相同分子量的線形前體聚合物的臨界聚集溫度相比較高，溶液濃度越高，聚合物的臨界聚集溫度越低。
　　 2.改變PNIPAM以及PEG鏈段的長度，研究聚合物結(jié)構(gòu)對合成雙尾蝌蚪形聚合物的影響，詳細探討了聚合物結(jié)構(gòu)的改變對其溫度響應(yīng)行為的影響。利用光散射對聚合物的宏觀溫度響應(yīng)行為進行了表征，利用溫度驟變的停-留光譜研究了聚合物的微觀溫度響應(yīng)行為。研究結(jié)果均表明，增加PEG親水鏈段的分子量或者降低PNIPAM鏈段的分子量，對聚合

4、物的溫度響應(yīng)行為具有相同的影響，均使得溶液的散射光強變?nèi)酰噢D(zhuǎn)變溫度升高。雙尾蝌蚪形聚合物的聚集行為強烈依賴于共聚物的鏈段長度比。
　　 3.利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合、開環(huán)聚合以及點擊反應(yīng)相結(jié)合，成功合成了Y-形雜臂嵌段共聚物，聚(N-異丙基丙烯酰胺)-b-聚(賴氨酸)2(PNIPAM-b-PLL2)，研究了此共聚物在水溶液中的膠束化行為以及刺激響應(yīng)行為。將共聚物膠束交聯(lián)，得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的殼交聯(lián)膠束，通過改變溫度以及交聯(lián)度控制藥物的

5、釋放行為。研究結(jié)果表明，隨著交聯(lián)程度的降低或者溫度的升高，藥物釋放速度變快。
　　 4.利用單電子自由基聚合、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合以及點擊反應(yīng)相結(jié)合，成功制備了一系列H-形嵌段共聚物，聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯/聚(N-異丙基丙烯酰胺)-b-聚乙二醇-b-聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯/聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM/PDMAEMA)-b-PEG-b-(PNIPAM/PDMAEMA)。利用原位還原的方法制備表面接枝H-形嵌段共聚物

6、的金納米粒子。研究聚合物的結(jié)構(gòu)、溶液的pH條件以及[DMAEMA]:[AuCl4-]對金納米粒子的性能影響，研究此金納米粒子的溫度以及pH響應(yīng)行為。研究結(jié)果表明，相同條件下，隨著PDMAEMA鏈段長度的降低，所得的金納米粒子尺寸增加；[DMAEMA]:[AuCl4-]摩爾比的增加，所得的金納米粒子尺寸增加；溶液pH的增加，所得到的金納米粒子尺寸變大。在酸性或者中性條件下，所得金納米粒子的溫度響應(yīng)性行為較弱；堿性條件下，所得金納米粒子的溫

7、度響應(yīng)性行為較強。
　　 5.利用開環(huán)聚合以及原子轉(zhuǎn)移自由基聚合相結(jié)合，制備了嵌段共聚物聚(N-異丙基丙烯酰胺)-b-聚賴氨酸(PNIPAM-b-PLL)。通過檸檬酸鈉還原的方法制備了尺寸穩(wěn)定的金納米粒子，利用賴氨酸與金納米粒子的作用，得到表面修飾嵌段聚合物的金納米粒子。研究這類金納米粒子的溫度以及pH響應(yīng)行為，研究結(jié)果表明，酸性以及中性條件下，所得到的金納米粒子的溫度響應(yīng)性行為較弱；堿性條件下，金納米粒子的溫度響應(yīng)性行為較強。