聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙二醇的合成及自组装研究

论文摘要

首先使甲基丙烯酸单封端聚乙二醇大分子单体（MA-PEG）与甲基丙烯酸甲酯（MMA）在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中进行自由基接枝共聚反应,得到了以PEG为支链,聚甲基丙烯酸甲酯为主链（PMMA-g-PEG）的接枝共聚物。用核磁共振（1H-NMR）,傅立叶红外光谱（FTIR）和凝胶渗透色谱（GPC）对PMMA-g-PEG的结构与相对分子量进行了表征,结果表明所合成的共聚物结构明确,在MA-PEG大分子单体与MMA的不同配比条件下,得到的PMMA-g-PEG的分子量和分子量分布基本相同。并通过差示扫描量热仪（DSC）研究了接枝共聚物的热力学性质,结果表明PMMA-g-PEG具有明显的相转变,其相变焓、相变温度与PEG的含量有关,并且随其含量的增加而增大。进而研究了两亲性的PMMA-g-PEG在选择性溶剂（N,N-二甲基甲酰胺/水,DMF/H2O）中的自组装行为。由紫外分光光度计（UV）测定发现聚合物中亲水性链PEG的含量和聚合物溶液浓度对形成胶束的临界聚集水含量（CWC）均有影响,CWC随PEG含量的增加而增大,随聚合物浓度的增大而减小。通过透射电子显微镜（TEM）观察了所得聚合物胶束的形态。发现体系中水的体积含量为18.3%时,不同组分的PMMA-g-PEG能够形成棒状和球形胶束。当水的体积含量增大到27.3 %时,可以观察到碗状结构的胶束,将选择性溶剂改变为二氧六环/水时,得到了疏松网状结构的胶束。以芘（Py）为荧光探针,测定了PMMA-g-PEG的临界胶束浓度（CMC）,并用二苯甲酮为猝灭剂,对胶束溶液中的芘进行了猝灭研究。实验结果表明,PMMA-g-PEG的CMC较低,并随聚合物中亲水性链PEG的增加而增大。由于胶束形态的影响,得到了不同的荧光猝灭常数。用荧光分光光度计研究了Py从DMF/H2O混合介质中向PMMA-g-PEG胶束增溶的过程。结果表明混合介质中的水含量对Py的增溶影响很大,由于胶束内为疏水性环境,随着水含量的增加,胶束对芘的增溶不断增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 两亲接枝共聚物的制备
• 1.2.1 大分子单体法
• 1.2.2 偶合接枝法
• 1.2.3 引发接枝法
• 1.3 两亲接枝共聚物的表面活性性能
• 1.3.1 表面张力
• 1.3.2 乳化能力
• 1.3.3 絮凝作用
• 1.3.4 分散作用
• 1.3.5 增溶作用
• 1.4 自组装概述
• 1.4.1 自组装的特点
• 1.4.2 自组装的驱动方式
• 1.5 高分子胶束
• 1.5.1 胶束形成的热力学
• 1.5.2 胶束形成的动力学
• 1.5.3 高分子胶束制备方法
• 1.5.4 胶束结构的研究方法
• 1.5.5 影响胶束的主要因素
• 1.5.6 高分子胶束的应用
• 1.6 立题依据
• 第二章 PMMA-g-PEG 的制备及其相转变性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器与设备
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 接枝共聚物的结构表征
• 2.3.2 单体配比对接枝共聚物分子量的影响
• 2.3.3 接枝共聚物的相转变性能
• 2.3.4 单体配比对接枝共聚物相转变温度和相转变焓的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 两亲性 PMMA-g-PEG 自组装行为及胶束形态的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器与设备
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.4 表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 聚合物胶束的CWC
• 3.3.2 不同配比的PMMA-g-PEG 聚合物对CWC 的影响
• 3.3.3 PMMA-g-PEG 聚合物胶束的形态表征
• 3.3.4 不同水含量对胶束形态的影响
• 3.3.5 不同溶剂对胶束形态的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 荧光探针法研究 PMMA-g-PEG 的胶束化行为
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器与设备
• 4.2.3 实验步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 芘的荧光发射光谱
• 4.3.2 PMMA-g-PEG 临界胶束浓度（CMC）
• 4.3.3 芘的猝灭常数
• 4.3.4 芘从 DMF/H2O 混合溶剂中向 PMMA-g-PEG 胶束的增溶
• 4.4 结论
• 第五章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文