環(huán)境響應(yīng)型聚合物的設(shè)計(jì)合成及其性能研究.pdf

1、環(huán)境響應(yīng)型聚合物作為智能材料，在過(guò)去數(shù)十年引起了科學(xué)家們濃厚的研究興趣，它們可以將環(huán)境刺激(如溫度、pH、離子強(qiáng)度和葡萄糖濃度等)轉(zhuǎn)換成聚合物物理性能變化的觸發(fā)信號(hào)，從而使自己的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。由于這類(lèi)聚合物的特殊性能使得它們?cè)诒姸囝I(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用，尤其是在生物醫(yī)藥和工程材料等領(lǐng)域。
　　在本論文中，利用多種聚合方法和合成手段，設(shè)計(jì)并制備了具有溫度響應(yīng)性能的聚合物。具體的研究工作如下：
　　(1)首先對(duì)單甲氧基聚

2、乙二醇(MeOPEG-OH)進(jìn)行官能團(tuán)修飾，制備炔丙基溴代甲氧基聚乙二醇(alkyne-PEG-Br)。在CuBr/Me6TREN催化體系下，由大引發(fā)劑alkyne-PEG-Br引發(fā)單體N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)發(fā)生原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，生成分子量可控、分子量分布窄的兩嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚N-異丙基丙烯酰胺(alkyne-PEG-b-PNIPAM)。利用核磁共振氫譜(1HNMR)和凝膠色譜(GPC)等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)

3、行表征。
　　(2)由嵌段聚合物PEG-b-PNIPAM上的炔基與聚合物主鏈(PBAMO)和核((N3)7-β-CD)上的疊氮基發(fā)生“click”反應(yīng)，制備出刷狀聚合物PBAMO-g-(PEG-b-PNIPAM)和星型聚合物β-CD-g-(PEG-b-PNIPAM)。產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)通過(guò)核磁共振氫譜(1HNMR)、傅里葉變換紅外(FT-IR)和凝膠色譜(GPC)等手段進(jìn)行表征。并用紫外分光光度計(jì)(UV)對(duì)刷狀聚合物PBAMO-g-(PE

4、G-b-PNIPAM)和星形聚合物β-CD-g-(PEG-b-PNIPAM)溫度響應(yīng)性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，PBAMO-g-(PEG-b-PNIPAM)的最低臨界溶液溫度(LCST)為33.5；β-CD-g-(PEG-b-PNIPAM)的LCST為40.0
　　(3)用乙醇鈉引發(fā)烯丙基縮水甘油醚(AGE)進(jìn)行陰離子開(kāi)環(huán)聚合，生成分子量分布窄的聚烯丙基縮水甘油醚(PAGE)；在辛酸亞錫催化下，用大分子引發(fā)劑PAGE引發(fā)己內(nèi)酯(CL)

5、開(kāi)環(huán)聚合，生成嵌段共聚物聚烯丙基縮水甘油醚-b-聚己內(nèi)酯(PAGE-b-PCL)；然后再與羧基封端的聚乙二醇(PEG-COOH)反應(yīng)得到ABC型三嵌段共聚物聚烯丙基縮水甘油醚-b-聚己內(nèi)酯-b-聚乙二醇(PAGE-b-PCL-b-PEG)；最后，由偶氮二異丁氰(AIBN)做引發(fā)劑，L-半胱氨酸鹽酸鹽的巰基(-SH)與PAGE-b-PCL-b-PEG側(cè)鏈上的雙鍵發(fā)生自由基加成反應(yīng)，將半胱氨酸引入到聚合物側(cè)鏈上，得到側(cè)鏈帶有半胱氨酸鹽酸鹽的