ATRP技术用于N-异丙基丙烯酰胺在硅胶表面的接枝聚合及其在HPLC上的应用

论文摘要

本文设计了一种新型的合成方法,通过硅烷偶联剂、二乙醇胺、溴异丁酰溴在超细硅胶表面引入原子转移自由基（ATRP）的引发基团,通过ATRP技术使N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）在硅胶表面进行接枝聚合,合成得到了具有温敏性的核-壳复合微粒silica-g-PNIPAM,成功的赋予了硅胶具有一定的功能性。在合成路线中由于中间体二乙醇胺的参与,增加了硅胶表面的支化点,增加了硅胶表面更多的反应活性点。本文研究了配体的种类对硅胶表面PNIPAM的接枝率的影响,确定了ATRP反应的催化体系;研究了单体的用量对硅胶表面PNIPAM的接枝率和分子量的影响,确证了硅胶表面的ATRP具有可控性。通过FTIR、TG、SEM、DSC等分析方法对接枝前后的复合粒子进行了分析与表征;FTIR定性分析证明了NIAPM通过化学反应已经有效的聚合到了硅胶表面;TG定量计算出了硅胶表面的PNIPAM的接枝率;SEM观察了硅胶表面的形态,发现硅胶表面形成了一层厚度均匀,表面光滑的覆盖层;DSC分析表明了复合硅胶具有一定的温度敏感性。本文并采用酸催化的化学方法成功的把PNIPAM从核-壳复合微粒silica-g-PNIPAM表面“劈下来”,通过GPC分析了从硅胶表面“劈下来”的PNIPAM的分子量及其分子量分布,分析表明,硅胶表面的聚合物分子量分布很窄,说明聚合物在硅胶表面形成的是支链均匀的长链聚合物。分析结果证明通过本文的合成方法,硅胶表面接上了一层厚度均匀、表面平坦、质量可控、接枝率高、具有一定的温敏性的聚合物,充分显示了ATRP聚合的优越性。将制备的复合粒子作为高效液相色谱柱的固定相填料,装填到色谱柱中,以水:甲醇=9:1的混合溶液作为流动相,通过控制不同的柱温,成功地对两种氨基酸的混合物以及两种酚的混合物进行色谱分离,表现出了良好的分离效果。分离应用的实验结果表明合成的复合粒子赋予了色谱柱一种温敏性功能,使得在HPLC分离过程中不用再通过改变流动相的组成来达到分离效果,而是通过简单的控制温度就可以达到一定的分离效果,这就在原有的通过改变流动相为主要分离手段的基础上引入了新的分离方法,具有较高的应用价值,为高效液相色谱的发展奠定了一种发展趋势。此分离体系不仅具有温度控制分离效果好的优点,因为该分离体系的流动相以水为主,因此该体系还具有污染小,成本低,容易控制,分离效率高等优点。所以这种温控分离体系的研究近几年来已经逐渐成为了HPLC应用中的热点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 热敏性水凝胶
• 1.2.1 热敏性水凝胶的简介
• 1.2.2 热敏性水凝胶的作用机理研究进展
• 1.2.3 热敏性水凝胶的应用
• 1.2.4 聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶
• 2）表面接枝聚合改性的研究进展'>1.3 超细硅胶（SiO₂）表面接枝聚合改性的研究进展
• 1.3.1 超细硅胶的介绍
• 2 表面接枝聚合改性的机理'>1.3.2 SiO₂表面接枝聚合改性的机理
• 1.3.3 表面接枝聚合改性的方法
• 1.3.4 ATRP 法接枝聚合改性
• 1.4 高效液相色谱
• 1.4.1 高效液相色谱法的特点
• 1.4.2 高效液相色谱法的分离原理
• 1.4.3 液相色谱固定相
• 1.4.4 高效液相色谱流动相的选择
• 1.4.5 硅胶固定相在色谱固定相中的应用与展望
• 1.5 立题依据
• 第二章 ATRP技术用于N-异丙基丙烯酰胺在硅胶表面的接枝聚合及其表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 实验仪器及设备
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 分析与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 影响接枝率的因素
• 2.3.2 红外光谱分析与表征
• 2.3.3 热重分析
• 2.3.4 元素分析
• 2.3.5 电镜分析
• 2.3.6 DSC 分析与表征
• 2.4 小结
• 第三章 从核-壳复合微粒表面“劈下”接枝的聚合物及其表征与分析
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 实验仪器及设备
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.4 分析与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 红外分析与表征
• 3.3.2 GPC 分析与表征
• 3.3.3 UV 分析表征
• 3.4 小结
• 第四章 复合粒子作为固定相在HPLC 分离上的应用与研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂
• 4.2.2 实验仪器及设备
• 4.3 复合粒子固定相在分离中的应用
• 4.3.1 酚衍生物的混合物在HPLC 上的分离应用研究
• 4.3.2 氨基酸混合物在HPLC 上的分离应用研究
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 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