聚合物荧光微球及荧光凝胶的制备研究

论文摘要

本文以4-Br-1, 8-萘酐为原料,经中间体4-Br-N-烯丙基-1, 8-萘酰亚胺合成了六种可聚合的1, 8-萘酰亚胺荧光单体,利用红外、核磁共振等技术对所合成的产物进行了结构确认,采用紫外-可见吸收光谱、荧光激发发射光谱表征了产物的荧光性质。利用无皂乳液聚合方法制备了苯乙烯与两种1, 8-萘酰亚胺荧光单体的共聚物微球。SEM照片显示共聚物的外形为表面光洁、粒径分布均匀的球形。荧光光谱和荧光显微镜照片都说明,得到的聚合物在紫外光照射下能发出蓝色荧光的微球。合成了N-苯基-4-（2-羟基乙基氨基）-1, 8-萘酰亚胺和N-（2-羟基乙基）-4-乙氧基-1, 8-萘酰亚胺两种荧光小分子化合物,通过红外光谱和核磁共振氢谱确证了其结构,测试了它们的荧光光谱。将合成的两种荧光小分子接枝到SMA的侧基上,红外、核磁共振等表征结果说明接枝是成功的。将接枝SMA溶解于氢氧化钠水溶液,以MMA为单体,在溶液中进行了乳液聚合。测试结果表明,乳液聚合得到了表面覆盖有接枝SMA的PMMA荧光微球。荧光来自苯乙烯-马来酸酐接枝荧光共聚物,说明利用合成的SMA荧光乳化剂通过乳液法制备聚合物荧光微球是可行的。进行了荧光水凝胶制备的初步研究,得到了具有荧光的PVA、PAM水凝胶。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 有机荧光材料
• 1.1.1 1, 8-萘酰亚胺荧光材料的合成与应用
• 1.1.2 1, 8-萘酰亚胺高分子荧光材料的制备与应用
• 1.2 荧光微球的研究进展
• 1.2.1 荧光微球的定义及分类
• 1.2.2 荧光微球的制备方法
• 1.2.2.1 物理法
• 1.2.2.2 化学法
• 1.2.3 荧光微球的应用
• 1.3 乳液聚合方法
• 1.3.1 乳液聚合
• 1.3.1.1 胶束成核机理
• 1.3.1.2 均相成核机理
• 1.3.2 无皂乳液聚合
• 1.4 高分子表面活性剂
• 1.4.1 高分子表面活性剂的分类
• 1.4.2 高分子表面活性剂的合成
• 1.4.3 高分子表面活性剂的性质和用途
• 1.4.3.1 高分子表面活性剂的性质
• 1.4.3.2 高分子表面活性剂的用途
• 1.5 高分子水凝胶的研究进展
• 1.5.1 高速度溶胀和去溶胀水凝胶
• 1.5.2 高机械强度水凝胶的制备
• 1.5.3 温度敏感水凝胶
• 1.5.4 pH 敏感水凝胶
• 1.5.5 导电水凝胶
• 1.5.6 光敏感水凝胶
• 1.5.7 应用于生物医药方面水凝胶
• 1.6 研究思路和实验设计
• 第2章 1, 8 -萘酰亚胺荧光单体的制备及表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 化学试剂与表征仪器
• 2.1.2 1, 8-萘酰亚胺荧光单体的合成
• 2.1.2.1 4-Br-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的合成
• 2.1.2.2 4-甲氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的合成
• 2.1.2.3 4-乙氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的合成
• 2.1.2.4 4-丙氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的合成
• 2.1.2.5 4-异丙氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的合成
• 2.1.2.6 4-丁氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的合成
• 2.1.2.7 4-戊氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的合成
• 2.1.3 荧光单体的表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 合成单体的结构表征
• 2.2.1.1 4-Br-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的结构表征
• 2.2.1.2 4-甲氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的结构表征
• 2.2.1.3 4-乙氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的结构表征
• 2.2.1.4 4-丙氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的结构表征
• 2.2.1.5 4-异丙氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的红外光谱
• 2.2.1.6 4-丁氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的结构表征
• 2.2.1.7 4-戊氧基-N-烯丙基-1,8-萘酰亚胺的结构表征
• 2.2.2 合成单体的光谱性质表征
• 2.2.2.1 单体的紫外可见吸收光谱
• 2.2.2.2 单体的荧光激发发射光谱
• 2.3 本章小结
• 第3章 无皂乳液聚合制备苯乙烯荧光共聚微球
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 化学试剂与表征仪器
• 3.1.2 无皂乳液法制备聚苯乙烯荧光微球
• 3.1.2.1 单体A-聚苯乙烯共聚荧光微球的制备
• 3.1.2.2 单体B-聚苯乙烯共聚荧光微球的制备
• 3.1.3 聚苯乙烯荧光微球的表征
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 苯乙烯与单体A 荧光共聚微球的表征
• 3.2.1.1 共聚物的红外光谱
• 3.2.1.2 共聚微球的荧光性质表征
• 3.2.1.3 共聚微球的外貌及粒径分布的表征
• 3.2.2 苯乙烯与单体B 荧光共聚微球的表征
• 3.2.2.1 共聚物的红外光谱
• 3.2.2.2 共聚微球的荧光性质表征
• 3.2.2.3 共聚微球的外貌表征
• 3.2.2.4 影响共聚微球粒径的因素
• 3.2.3 其它三种荧光单体与苯乙烯共聚微球的表征
• 3.3 本章小结
• 第4章 以具有荧光的SMA共聚物为乳化剂的乳液聚合研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 化学试剂与表征仪器
• 4.1.2 荧光单体及荧光SMA 的制备
• 4.1.2.1 荧光单体的制备
• 4.1.2.2 SMA 荧光聚合物的合成
• 4.1.3 以荧光SMA 为乳化剂制备聚合物荧光微球
• 4.1.4 各产物的表征测试方法
• 4.1.4.1 红外光谱
• 4.1.4.2 核磁共振氢谱
• 4.1.4.3 荧光光谱
• 4.1.4.4 乳液聚合产物的粒径及分布
• 4.1.4.5 产物电镜分析
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 荧光单体的表征
• 4.2.1.1 荧光单体B 的结构确证及荧光性质测定
• 4.2.1.2 荧光单体D 的结构及性质表征
• 4.2.2 与荧光单体接枝的SMA 的表征
• 4.2.2.1 与荧光单体B 接枝的SMA1 的表征
• 4.2.2.2 与荧光单体D 接枝的SMA2 的表征
• 4.2.3 荧光SMA 为乳化剂制备的PMMA 微球的表征
• 4.2.3.1 PMMA 微球的红外光谱
• 4.2.3.2 PMMA 微球的荧光光谱
• 4.2.3.3 PMMA 微球的扫描电镜
• 4.2.3.4 SMA 乳化剂水解程度对PMMA 微球粒径的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 具有荧光的聚合物水凝胶制备的初步探索
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 化学试剂与仪器
• 5.1.2 PVA 荧光水凝胶的制备
• 5.1.3 PAM 荧光水凝胶的制备
• 5.1.4 荧光水凝胶的性质测试
• 5.2 结果与讨论
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 学术成果
• 致谢
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