光敏感三元SMA聚合物自组装研究

论文摘要

本文通过自由基溶液聚合,制备了光敏性双亲聚合物PFM5C-co-P（MA-alt-St）与光敏感双亲性梳状聚合物P（St/CS-alt-MAA8）与P（St/CS-alt-MAA16）,用FTIR、GPC、1H-NMR等表征聚合物的结构,并研究了这两类聚合物在溶液中的自组装行为。以一端为肉桂酸酯基元、中间为聚己内脂长柔性链的甲基丙烯酸酯类大单体FM5C为第三单体,制备了光敏聚合物PFM5C-co-P（MA-alt-St）。该聚合物可在选择性溶剂中形成胶束,先利用肉桂酸酯基元的光照交联作用使胶束内聚合物交联,进而利用羧酸酐基元与2-氨基吡啶的室温胺解反应改变胶束形态。用DLS、TEM、芘探针等技术研究了该聚合物胶束微观形态、粒径与微环境在光照交联后及胺解后的变化。实验结果表明,PFM5C-co-P（MA-alt-St）在选择性溶剂中可自组装成球形胶束,肉桂酸酯光照交联作用使胶束中的聚合物团聚得更加紧密,从而使其粒径更小、疏水区域更加集中;而进一步的室温胺解反应则使聚合物胶束更松散、粒径变大。利用肉桂酸酯基元的光二聚性质,固定PFM5C-co-P（MA-alt-St）的胶束结构。通过马来酸酐胺解反应在胶束上引入巯基作为链转移剂, AIBN引发下合成了胶束接枝聚合物Micelle-g-PHEMA-co-PSt。研究PFM5C-co-P（MA-alt-St）、Micelle-g-PHEMA-co-PSt的自组装行为,UV与DLS的结果说明胶束接枝双亲性聚合物能够在选择性溶剂中自组装形成胶束,且胶束的粒径大于PFM5C-co-P（MA-alt-St）自组装胶束。设计合成了含有香豆素基团的苯乙烯类光敏单体CS,并以CS为第三单体,利用自由基溶液聚合制备了光敏感三元双亲聚合物P（St/CS-alt-MA）,再利用MA链段中羧酸酐基元与具有长柔性链的辛胺、十六胺的室温胺解反应获得了光敏感双亲性梳状聚合物P（St/CS-alt-MAA8）与P（St/CS-alt-MAA16）。通过香豆素基元的光二聚作用,使梳状聚合物P（St/CS-alt-MAA8）在DMSO中进行光照预交联;非交联与预交联聚合物分别在选择性溶剂中自组装形成胶束;利用羧酸基元与NaOH的离子化作用改变聚合物胶束的亲疏水性质。DLS与芘荧光探针实验表明预交联聚合物胶束较非交联胶束粒径大,负载芘的能力强;离子化作用使聚合物胶束解离重组成粒径更小的胶束,但预交联胶束较非交联胶束小,离子化后胶束疏水微区更加紧密,负载芘的能力也增大。双亲性梳状聚合物P（St/CS-alt-MAA16）能够在选择性溶剂中自组装形成反相胶束,利用香豆素基元的UV交联使反相胶束结构固定。利用刚果红在极性—非极性溶剂中的吸收负载实验考察光交联对胶束聚集形态的影响,结果表明该梳状聚合物在其良溶剂CHCl3中可以单分子胶束的形式存在,部分交联胶束在氯仿中溶胀时亲水区域比游离状态更为集中,其吸附负载能力最强;完全交联胶束由于过渡的交联的束缚、其亲水区域连续相相对减小,吸附负载能力甚至小于单分子胶束。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 光敏性高分子的概述
• 1.2.1 光敏性高分子的分类
• 1.2.2 光敏性高分子的设计与构成
• 1.2.3 光敏性高分子的功能介绍
• 1.3 交替共聚物SMA
• 1.3.1 交替共聚的一般原则
• 1.3.2 交替共聚机理
• 1.3.3 SMA 的合成
• 1.3.4 SMA 的化学改性
• 1.3.5 SMA 的三元共聚改性
• 1.4 自组装简介
• 1.4.1 经典的自组装行为
• 1.4.2 基于特殊相互作用的自组装
• 1.4.3 荧光探针技术在高分子体系中的应用
• 1.5 高分子胶束的应用
• 1.5.1 纳米反应器
• 1.5.2 催化载体
• 1.5.3 生物医药方面
• 1.5.4 污水处理及环境净化
• 1.5.5 光、电学方面的应用
• 1.6 立题依据
• 5C-CO-P（MA-ALT-ST）双亲聚合物的合成及溶液自组装'>第二章 光敏感三元PFM₅C-CO-P（MA-ALT-ST）双亲聚合物的合成及溶液自组装
• 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 光敏感三元SMA 双亲聚合物的合成与表征
• 2.3.2 光敏感三元SMA 双亲聚合物的溶液自组装及其光照交联、室温胺解反应
• 2.3.3 光敏感三元SMA 双亲聚合物胶束形态表征
• 2.3.4 芘探针法研究胶束光交联前后的微环境变化
• 2.3.5 光敏感三元SMA 双亲聚合物的溶液预交联及其自组装
• 2.3.6 光敏感三元SMA 双亲聚合物胶束形态表征
• 2.4 本章小结
• 第三章 光敏感PFM5C-CO-P（MA-ALT-ST）胶束接枝聚合物的研究
• 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
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 光敏感SMA 双亲聚合物的自组装胶束溶液的固定化表征
• 5C-co-P（MA-alt-St）胶束接枝聚合物的表征'>3.3.2 双亲聚合物PFM₅C-co-P（MA-alt-St）胶束接枝聚合物的表征
• 3.3.3 胶束接枝聚合物的胶束化表征
• 3.4 本章小结
• 第四章 光敏感双亲性梳状SMA 聚合物的合成及其胶束化
• 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
• 4.2.4 表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 香豆素光交联型苯乙烯类单体CS 的设计与合成
• 8）的设计与合成'>4.3.2 光敏感双亲性梳状共聚物P（St/CS-alt-MAA₈）的设计与合成
• 4.3.3 光敏感双亲性梳状共聚物的胶束化
• 4.3.4 荧光探针法表征胶束结构及芘的饱和负载
• 4.4 本章小结
• 第五章 光敏感双亲性梳状SMA 聚合物的合成及反相胶束化性能
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验仪器与设备
• 5.2.3 实验步骤
• 5.2.4 表征
• 5.3 结果与讨论
• 16)的设计与合成'>5.3.1 光敏感双亲性梳状共聚物P(St/CS-alt-MAA₁₆)的设计与合成
• 5.3.2 光敏感双亲性梳状共聚物反相胶束的制备及其光交联
• 5.3.3 梳状聚合物及其反向胶束吸收负载水溶性染料的研究
• 5.4 本章小结
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文