多重刺激響應(yīng)性超分子聚合物的制備及性能研究.pdf

1、超分子聚合物是分子通過非共價鍵（離子相互作用、偶極相互作用、π-π堆積作用、氫鍵、范德華力等）在一定的溶劑中自組裝形成的，不需要任何引發(fā)劑，其骨架是由重復(fù)單元經(jīng)非共價鍵連接形成的。非共價鍵具有很好的可逆性，超分子聚合物的聚集和解離非常容易發(fā)生，因此超分子聚合物對環(huán)境具有多重刺激響應(yīng)性，即當(dāng)環(huán)境中的影響因子發(fā)生改變時，超分子聚合物對其有一定的響應(yīng)性，例如溫度、pH、光照、競爭離子種類的改變會對超分子聚合物的形態(tài)、熒光特性、聚合物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影

2、響。這些特性使得超分子聚合物成為一種很好的智能材料，在藥物緩釋、離子檢測、光敏材料、熱響應(yīng)性材料等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文主要對多重刺激響應(yīng)性超分子進(jìn)行研究，主要分為以下兩部分：
　　第一部分：通過單體分子1和單體分子2的click反應(yīng)設(shè)計合成線型超分子聚合物P1，其中單體分子1含有兩個炔基和一個三聯(lián)吡啶基團(tuán)，單體分子2含有兩個四苯基乙烯（TPE）、一個二硫鍵和兩個端基疊氮基團(tuán)。在P1的氯仿/乙腈混合溶液中加入金屬Zn2+離

3、子（434 mM），線型超分子鏈上的三聯(lián)吡啶與金屬Zn2+離子發(fā)生金屬配位作用，從而形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)超分子聚合物凝膠；另外，P1上的TPE基團(tuán)具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)，因此熒光顯著增強(qiáng)。當(dāng)加入競爭配體cyclen、加熱到50℃或者加入還原劑DTT時，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，體系熒光強(qiáng)度降低，凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z。研究表明該凝膠還具有自修復(fù)性能。
　　第二部分：首先，設(shè)計合成了一種以三苯胺（TPA）基團(tuán)為核，兩端連接冠醚的主體分子H1，其次，通過自

4、由基聚合合成了側(cè)鏈含有香豆素和季銨鹽的苯乙烯高聚物P2。研究發(fā)現(xiàn)，主體分子H1的熒光可以被金屬Fe3+離子淬滅，而且該主體分子對金屬Fe3+離子的檢出極限低（0.1875μM），此發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用于金屬Fe3+離子的檢驗。此外，具有季銨鹽的苯乙烯高聚物P2和具有冠醚的主體分子H1(乙腈/氯仿（v/v,1:1）,[P2]=126μM,[H1]=126μM,）通過主客體相互作用可以自組裝形成超分子聚合物。由于主體分子中三苯胺基團(tuán)具聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)