聚合物纳米颗粒的可控微波合成

论文摘要

功能性高分子微球是指具有某些特殊性质的高分子聚合物微球,依据其结构特征可分为实心、空心、单孔和多空等,按照其功能的不同可分为温度敏感性、pH敏感性、磁性和生物相容性等。功能性高分子微球具有比表面积大、表面吸附能力强、聚集体结构组成可控设计性及与其他生物相容性的主要特点,同时其颗粒在尺寸、分布和形貌等方面也具有独特的特征。功能性高分子微球的优异特性,使其在生物、电子、能源等各个领域获得了十分广泛的应用。尤其是在生物医学领域,功能性高分子微球在药物载体、成像技术、传感器和智能化医疗器械等方面都发挥着重要的作用,证明了强有力的生命力和极大的发展空间。除此之外,在药物的控制释放与酶的固载等方面,功能性高分子微球也发挥着重要的作用,其市场开发价值也十分可观。鉴于功能性高分子微球制备与合成技术也越来越受到全世界广大科研工作者的重视。本论文选择了“聚合物纳米颗粒的可控微波合成”作为研究课题,主要从以下几个方面展开工作:1.创新性的提出了单孔聚苯乙烯微球的简单实验制备方法,并研究了单体、乳化剂、引发剂、表面活性剂对合成的影响。它是在微波辐射的条件下,采用乳液聚合的方法,通过用自由模板的途径,使苯乙烯聚合,一步就可以得到分散性好、孔径均匀的单孔聚苯乙烯微球。实验还研究了单体苯乙烯、乳化剂聚乙烯吡咯烷、引发剂偶氮二异丁腈、表面活性剂Triton X-100及反应时间等对生成聚苯乙烯微球粒径及孔径的影响,获得了制备粒度分布很窄的单孔聚苯乙烯微球的最佳实验条件。实验中发现,引发剂偶氮二异丁腈对单孔聚苯乙烯微球的制备十分重要,在一定范围内改变引发剂的量,可以获得分散性很好的单孔聚苯乙烯微球。另一方面,利用此方法还制备了分散性很好的实心聚苯乙烯微球。这个实验方法的主要优点是简单、方便、快捷、环保,能够适用于其他聚合物单孔微球的制备。2.在微波辐射的条件下,通过无皂乳液聚合的方法,在很短的时间内一步制备以PSt为核,以PNIPAM为壳的温敏性微球。对单体苯乙烯对温敏性微球的影响,引发剂过硫酸铵、微波反应功率和反应时间等对微球粒径分布的影响,表面活性剂十二烷基硫酸钠对微球粒径的影响均进行了详细的实验研究,同时微球的温敏性也开展的相关的研究。3.在微波辐射的条件下,以无水乙醇为溶液,偶氮二异丁腈为还原剂制备了银纳米颗粒。开展了本体硝酸银、保护剂聚乙烯吡咯烷、还原剂偶氮二异丁腈等条件对Ag纳米颗粒的影响研究。基于这种研究,加入苯乙烯单体,用包裹的方法制备出聚苯乙烯/Ag抗菌性微球。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 微波
• 1.1.1 微波的性质
• 1.1.2 微波技术的发展历程
• 1.1.3 微波的加热原理
• 1.1.4 微波加热与常规加热方式的比较
• 1.1.5 溶剂的选择
• 1.1.6 微波辅助合成研究进展
• 1.2 自由基聚合反应
• 1.2.1 引发剂的选择
• 1.2.2 自由基聚合历程
• 1.2.3 自由基聚合的方法
• 1.3 多功能纳米材料的应用
• 1.4 本课题的研究意义、创新点和研究内容
• 第2章 微波制备单孔/实心可控聚苯乙烯微球
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 单孔聚苯乙烯微球的制备
• 2.2.3 实心聚苯乙烯微球的制备
• 2.2.4 聚苯乙烯微球的后处理
• 2.3 数据分析与结果讨论
• 2.3.1 单体苯乙烯的影响
• 2.3.2 引发剂的影响
• 2.3.3 表面活性剂曲拉通的影响
• 2.3.4 稳定剂聚乙烯吡咯烷酮的影响
• 2.3.5 反应时间的影响
• 2.3.6 实心聚苯乙烯微球的电镜图
• 2.3.6.1 微波辐射实心聚苯乙烯微球结果
• 2.3.6.2 常规加热实心聚苯乙烯微球的结果
• 2.3.7 聚苯乙烯分子量的表征
• 2.4 本章结论
• 第3章 微波辐射下温敏性核壳微球的制备及其性质
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 温敏性核壳微球的制备
• 3.2.3 温敏性核壳微球的后处理
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 单体苯乙烯的影响
• 3.3.2 单体N-异丙基丙烯酰胺的影响
• 3.3.3 乳化剂十二烷基硫酸钠的影响
• 3.3.4 引发剂过硫酸铵的影响
• 3.3.5 微波功率的影响
• 3.3.6 反应时间的影响
• 3.3.7 温敏性核壳微球的图片和电镜图
• 3.4 本章结论
• 第4章 银纳米粒子的制备和表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 银纳米粒子的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 硝酸银对银纳米颗粒的影响
• 4.3.2 偶氮二异丁腈对银纳米颗粒的影响
• 4.3.3 聚乙烯吡咯烷酮对银纳米颗粒的影响
• 4.3.4 银纳米粒子的粒径和电镜表征
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间发表的论文
• 致谢