RAFT分散聚合誘導自組裝制備納米材料及應用.pdf

1、聚合誘導自組裝與再組織(PISR)方法可以在一鍋中完成嵌段聚合物的合成、自組裝，高效地制備聚合物納米材料，近年來吸引了研究者的廣泛關注。PISR的機理以及PISR過程中影響聚集體形貌和形貌轉(zhuǎn)變的因素已經(jīng)有了較為詳細的報道，但是對PISR體系的拓展和應用仍需要進一步的研究。本論文利用PISR方法通過RAFT分散聚合制備多種形貌的聚合物納米材料。通過加入共聚合單體改善了經(jīng)典醇相苯乙烯聚合體系中單體轉(zhuǎn)化率低、形貌轉(zhuǎn)變困難的問題;將PISR法與

2、光控活性聚合相結合，實現(xiàn)室溫下制備聚合物納米材料;利用PISR可以高效制備聚合物納米材料的優(yōu)勢，制備硅納米管載體材料，用于載藥研究。取得的主要研究成果如下:
　　1.通過在硅納米管(SNT)表面接枝pH敏感性的聚合物，構建了一種新型的藥物載體。利用PISR方法可以大量制備聚合物納米棒，用聚合物納米棒作為模板，在其表面沉積二氧化硅形成硅/聚合物雜化納米棒，煅燒后得到空心的硅納米管。用RAFT試劑對SNT進行修飾后，通過表面RAFT聚

3、合得到兩嵌段聚合物PDEAEMA-b-POEGMA修飾的硅納米管(SNT-PDEAEMA-b-POEGMA)。阿霉素(DOX)被包載進入SNT-PDEAEMA-b-POEGMA中，通過調(diào)節(jié)溶液的pH值可以實現(xiàn)藥物的可控釋放。細胞毒性及內(nèi)吞實驗結果顯示這種納米載體具有良好的生物相容性，能夠有效地被細胞內(nèi)吞，在藥物和基因的傳遞領域具有潛在應用價值。
　　2.使用PHEA作為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，在甲醇中進行St和MMA的RAFT分散共聚合。

4、與甲醇中St的分散聚合相比，St和MMA的RAFT分散共聚合可以促進嵌段聚合物納米材料的形貌轉(zhuǎn)變。通過改變St/MMA的摩爾比，我們繪制了三個相圖來反映P（St-co-MMA）的聚合度、體系固含量和所得納米材料形貌之間的關系，發(fā)現(xiàn)St/MMA的摩爾比也會對相圖產(chǎn)生影響。使用超靈敏差示掃描量熱法(US-DSC)測定甲醇分散液中聚合物納米材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。結果表明，甲醇中聚苯乙烯的Tg值隨著共聚物中MMA結構單元摩爾含量的增加而

5、降低。將MMA結構單元引入到聚苯乙烯鏈段中可以增強鏈段的活動能力，這有利于嵌段聚合物納米材料發(fā)生形貌轉(zhuǎn)變。
　　3.以PDMAEMA作為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，可見光控制下，在乙醇中進行了BzMA的RAFT分散聚合，制備了多種形貌的聚合物納米材料。與熱引發(fā)的PISR體系不同，光控PISR可以在可見光以及室溫下進行，條件更溫和。我們使用了有機光催化劑通過光誘導電子能量(PET)轉(zhuǎn)移過程來控制聚合的進行。聚合反應受光催化劑濃度和光源強度的影響

6、。光源的“開/關”實驗也證實了光源對聚合反應的控制能力。
　　4.以PHEA作為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，在甲醇中進行St和NMAS的RAFT分散共聚合反應。我們與相同條件下St的分散聚合反應進行了對比研究，發(fā)現(xiàn)少量NMAS單體(10％)與苯乙烯共聚合后，聚合體系的反應速率加快，同時促進了嵌段聚合物納米材料形貌的轉(zhuǎn)化，可以觀察到膠束、納米線以及囊泡。納米線向囊泡轉(zhuǎn)變的過程中出現(xiàn)了層狀、水母狀中間態(tài)形貌。通過改變聚合體系的固含量以及P(St-