基于光聚合星型PEG-b-PCL大分子单体可生物降解水凝胶的合成及表征

以辛酸亚锡为催化剂 ,通过星型聚乙二醇 (PEG)引发ε 己内酯 (CL)开环聚合 ,制备了PEG b PCL嵌段共聚物 ,进一步以丙烯酸酯封端 ,合成了 3种水溶性大分子单体 .以 2 ,2 二甲氧基 2 苯基苯乙酮为引发剂 ,在紫外光作用下 ,大分子单体在水中由于胶束的形成能够迅速聚合形成水凝胶 .利用1 H NMR、FTIR、DSC、TGA、ESEM、凝胶含量、溶胀比等分析测试手段对大分子单体及其形成的水凝胶进行了表征 .结果表明 ,干胶迅速吸水而达到溶胀平衡 ,水凝胶具有较大的溶胀比和高的水含量 ;随着PEG臂数的增加 ,干胶的熔融峰顶温度下降 ,凝胶的溶胀比减小 ;ESEM图片上清晰地表明水凝胶的网络结构     

一锅法合成甲基丙烯酰基封端的PLA-PEG-PLA大分子单体

以辛酸亚锡[Sn(Oct)2]为催化剂、聚乙二醇为引发剂引发丙交酯开环聚合,用水终止反应后再加入甲基丙烯酸酐反应即可得到甲基丙烯酰基封端的PLA-PEG-PLA大分子单体。上述两步反应可一锅进行,操作简便、收率高。采用GPC、FTIR、^1H-NMR、TG、XRD等分析手段表征了大分子单体的结构和性质。所得大分子单体的水溶液在光引发剂存在下,能被UV引发光聚合形成水凝胶。该水凝胶作为可降解生物材料可用于药物控释栽体和组织工程支架。     

腐植酸钠/聚丙烯酰胺/粘土杂化水凝胶的研究

以过硫酸钾为引发剂、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、丙烯酰胺单体和腐植酸钠、Laponite RD粘土为原料,用溶液聚合交联法合成了腐植酸钠/聚丙烯酰胺/粘土(SH-PAM-Clay)系列水凝胶.用场发射扫描电镜对其表面形貌进行了研究,并对水凝胶的吸水性和流变性能进行了测试和研究.结果表明这系列水凝胶都具有致密的网络结构和优良的吸水性能.     

“活”的α-甲基苯乙烯共聚物:聚合反应新化学和材料工程新技术

高于临界聚合反应温度时,α-甲基苯乙烯(AMS)单体和其聚合物处于聚合-解聚平衡.基于AMS聚合物在受热时可裂解生成大分子链自由基的特性,提出了含AMS结构单元的共聚物是一种"活"的,可作为大分子自由基引发剂的概念,并通过实验对AMS共聚物的引发性能和应用进行了研究.首先,合成了AMS与(甲基)丙烯酸酯类单体、丙烯酸、苯乙烯和马来酸酐等的共聚物.然后以上述共聚物为大分子引发剂,在90℃引发(甲基)丙烯酸酯类单体和苯乙烯等的本体聚合、溶液聚合和乳液聚合,得到了嵌段共聚物.用ESR谱证明了AMS的共聚物在加热时能裂解生成以碳原子为中心的大分子链自由基.此外,在聚合物的熔融共混中,AMS分解产生的大分子链自由基通过偶合反应形成接枝链,原位生成相容剂.AMS共聚物还可以对碳纳米管及无机粒子进行表面原位接枝改性.AMS共聚物是一类无小分子残留的绿色自由基引发剂,可以用于低成本制备两嵌段共聚物,也可以用于聚合物的熔融共混增容.     

叶立德活性聚合制备基于聚亚甲基的大分子单体

利用叶立德活性聚合方法制备了两种基于聚亚甲基的大分子单体. 其中一种是以叶立德活性聚合制备的主链链端含有羟基的聚亚甲基(PM-OH)为原料, 通过链端羟基的基团转换, 得到链端含有甲基丙烯酸酯基的大分子单体. 另一种则是以硼烷-四氢呋喃(BH₃-THF)和二乙烯基苯反应得到的三烷基硼中间体为催化剂和引发剂, 然后进行叶立德活性聚合, 再经过二水合氧化三甲胺(TAO)的氧化, 最终得到基于聚亚甲基的一端含有羟基另一端含有苯乙烯基的大分子单体. 通过高温核磁氢谱、傅立叶红外光谱和高温凝胶色谱法表征了这两种大分子单体的链结构和分子量及其分布.     

载药聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯水凝胶膜的制备及性能

选择(NH4)2S2O8为引发剂,N-N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为制孔剂,通过改变水凝胶膜的溶剂与单体的配比、交联剂和制孔剂的量等制备出不同性质的水凝胶膜,运用电镜扫描、含水率、电子拉力机等表征不同水凝胶膜的性能.本研究尝试将硫酸新霉素药物作为载入药物导入水凝胶中,进行载药和缓释能力测试.实验结果表明,当单体甲基丙烯酸羟乙酯与水的比例为1∶3,引发剂过硫酸铵含量为单体1.0%(w/V),SDS为4.0%(w/V),MBA为4.0%(w/V)时,水凝胶的含水率为42.84%,拉伸强度为0.32MPa,药物缓释累积达峰时间为8.17h,综合性能较佳.     

PSt种子与“花瓣”形PSt/PAN复合颗粒的制备

以过硫酸钾为引发剂,在乙醇/水的混合介质中使苯乙烯进行无皂乳液聚合,得到了单分散亚微米级聚苯乙烯(PSt)微球.用扫描电子显微镜研究了引发剂浓度、单体浓度、反应温度和溶剂组成对PSt微球粒径的影响.结果表明,改变上述条件能明显影响其粒径.以所得单分散聚苯乙烯微球为种子,在丙烯酸单封端聚乙二醇大分子单体存在的条件下,使丙烯腈和少量苯乙烯进行新的无皂种子乳液聚合,在合适的条件下制得到了“花瓣”形的聚合物复合颗粒,为深入探讨这类特殊形态聚合物颗粒的形成机理提供了新的佐证.     

含甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯水凝胶的紫外辐射合成及其性质研究

紫外光辐照 ,H2 O2 为光引发剂 ,N ,N′ 亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了含甲基丙烯酸 N ,N 二甲氨基乙酯的水凝胶 .研究了水溶液中单体、光敏引发剂、交联剂浓度及光照时间对生成的水凝胶的凝胶含量和溶胀性能的影响 ,给出了最佳合成条件 .用该聚合法合成的聚甲基丙烯酸 N ,N 二甲氨基乙酯水凝胶不仅具有较好的透明性和适当的弹性 ,而且在 40℃和 pH =3时有明显的温度及 pH敏感性 .但离子强度对凝胶溶胀性能没有明显影响     

一步法制备聚二甲基硅氧烷大分子偶氮引发剂及其用于嵌段共聚物的合成

提出了一种简单易行的合成聚二甲基硅氧烷大分子偶氮引发剂的方法.通过羟基封端的聚二甲基硅氧烷(HO-PDMS-OH)与4,4′-偶氮-二(4-氰基戊酸)(ACPA)在十分温和的条件下直接进行一步缩聚反应,合成了含有PDMS链段的大分子偶氮引发剂.用这种大分子引发剂来引发聚(乙二醇)甲醚甲基丙烯酸酯大分子单体(PEGMA)进行自由基溶液聚合,得到了一系列两亲性梳状嵌段共聚物(PDMS-PEG).     

原子转移自由基聚合合成聚乙烯胺大分子单体及其共聚反应研究

以水为反应介质, 采用原子转移自由基聚合(ATRP), 在70 ℃下合成了末端为溴原子的聚丙烯酰胺预聚体(PAM-Br). 利用水相凝胶渗透色谱(GPC)对PAM-Br的相对分子质量和分子量分布进行了表征, 结果表明: 单体浓度、单体与引发剂物质的量之比和反应时间对PAM-Br的分子量及其分布有较大的影响, 在较低AM单体与引发剂物质的量比条件下, 其聚合过程符合ATRP的基本规律. 进而使PAM-Br预聚体末端的溴原子与甲基丙烯酸(MAA)进行亲核取代反应, 得到了末端带有不饱和双键的大分子单体(MAA-PAM). 并利用霍夫曼降解制备出了部分胺解的聚乙烯胺(MAA-PVAm)大分子单体, 其结构由傅里叶变换红外(FTIR)和核磁共振仪(NMR)的表征得到了确定. 以得到的大分子单体为反应性分散稳定剂, 与苯乙烯在乙醇/水的混合介质中进行分散共聚反应, 制得了聚苯乙烯接枝MAA-PVAm (PS-g-PVAm)复合微球, 由扫描电子显微镜(SEM)观察发现: 微球保持规整的球形结构, 粒径分布均一, 有较好的单分散性.     

单体滴加法微乳液聚合过程中PMMA物理水凝胶形成的研究

在70℃下,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用单体滴加法,进行微乳液聚合,制得的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微乳液可形成几乎透明的物理水凝胶.扫描电镜(SEM)实验表明,这种水凝胶是由大量的聚合物纳米粒子彼此连接而成的物理网络形成的.讨论了影响水凝胶形成的因素,提出了水凝胶形成的机理.     

醇溶性聚丙烯酸酯乳液的合成及性能研究

以丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)为主单体,采用过硫酸盐作引发剂,经预乳化乳液聚合工艺合成了聚丙烯酸酯乳液.讨论了乳化剂种类、单体种类以及功能性单体、引发剂加入工艺对乳液聚合过程及乳液产品性能的影响.结果表明:单体组成为m(MMA)∶m(EA)∶m(MAA)=45∶40∶15所得乳液聚合物能满足使用性能要求;种子引发剂加入质量控制在单体总质量的0.3%,而总的引发剂用量占单体总质量的0.8%较适宜.用差热分析仪和凝胶渗透色谱仪对乳液聚合物进行了表征.     

温敏性水杨酸分子印迹水凝胶的合成与性能研究

以水杨酸为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,N-异丙基丙烯酰胺为温敏单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用本体聚合法,60℃热聚合制备了温度敏感的分子印迹(MIP)水凝胶,其最低临界溶解温度(LCST)在40℃左右.该分子印迹水凝胶对水杨酸显示了高的选择识别性,非分子印迹水凝胶则表现出低的选择性.温敏性分子印迹水凝胶的吸附容量达6.35 mg/g,是非印迹水凝胶的3.66倍.相对于未添加温敏单体的分子印迹聚合物,温敏性水杨酸分子印迹水凝胶对目标分子的吸附和洗脱效率分别提高33.3％和50％,并实现了温度响应的水凝胶结合、释放水杨酸的功能.     

P（DMAA-co—AM）水凝胶制备及其固定a-淀粉酶研究

采用氧化还原引发体系,水溶液聚合法制备P（DMAA-co-AM）水凝胶,并以其作为载体固定a-淀粉酶。采用单一变量法研究交联剂（N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺）用量、引发剂（过硫酸铵）用量、单体浓度和单体配比对凝胶性能的影响。以水凝胶的最大平衡溶胀度为指标,得出制备P（DMAA-co-AM）水凝胶的优化条件：交联剂用量为0．3％,引发剂用量为0．6％,单体浓度为20％,N,N’-二甲基丙烯酰胺与丙烯酰胺的摩尔比为2：1。在优化条件下,采用原位聚合法固定a-淀粉酶,测定不同单体配比的P（DMAA-co-AM）水凝胶固定化a-淀粉酶的活性。     

P(DMAA-co-AM)水凝胶制备及其固定α-淀粉酶研究

采用氧化还原引发体系,水溶液聚合法制备P(DMAA-co-AM)水凝胶,并以其作为载体固定α-淀粉酶。采用单一变量法研究交联剂(N,N’-亚甲基双丙烯酰胺)用量、引发剂(过硫酸铵)用量、单体浓度和单体配比对凝胶性能的影响。以水凝胶的最大平衡溶胀度为指标,得出制备P(DMAA-co-AM)水凝胶的优化条件:交联剂用量为0.3%,引发剂用量为0.6%,单体浓度为20%,N,N′-二甲基丙烯酰胺与丙烯酰胺的摩尔比为2∶1。在优化条件下,采用原位聚合法固定α-淀粉酶,测定不同单体配比的P(DMAA-co-AM)水凝胶固定化α-淀粉酶的活性。     

以偶氮二异庚腈为引发剂的丙烯腈的低温溶液共聚合

以偶氮二异庚腈为引发剂, 丙烯腈、衣康酸和丙烯酸甲酯为三元共聚体系, 在二甲基亚砜中进行低温溶液共聚合, 合成了高分子量的聚丙烯腈树脂. 通过正交设计的方法研究了反应温度、单体浓度和引发剂浓度等因素对分子量和单体转化率的影响, 得出了相应的最佳工艺配方. 采用红外光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱等方法对共聚物进行了表征. 结果表明, 降低聚合反应温度和引发剂的用量以及提高单体浓度均有利于提高共聚物的分子量, 其中引发剂浓度对分子量的影响最为显著.     

6-O-甲基丙烯酰基-D-吡喃半乳糖的水相原子转移自由聚合

合成了一种含半乳糖基团的水溶性单体6-O-甲基丙烯酰基-D-毗喃半乳糖(GMA),详细考察了其在水相中的原子转移自由聚合(ATRP),并合成了分子量分布较窄的均聚物和共聚物.用1H-NMR和GPC对聚合物进行了表征.研究表明:当引发剂为2-溴丙酸甲酯(2-MBP),铜盐配合物为CuBr/2,2'-联吡啶时,聚合可控性较差,单体转化率较低;在聚合体系中加入适量溴化铜并同时采用甲醇和水的混合溶剂,可提高GMA的ATRP可控性;加入四甲基溴化铵,并改用N,N,N',N",N"-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)为配体,可有效抑制二价铜的水解,提高单体的转化率;用大分子引发剂和顺序加单体法可直接合成GMA的双亲水性两嵌段共聚物.     

基于超支化聚合物两性水凝胶的制备及性能

通过N-丙烯酰-1,2-乙二胺盐酸盐(ADE)的Michael加成反应制备阳离子超支化低聚物聚N-丙烯酰-1,2-乙二胺盐酸盐(HADE),以HADE为大分子单体,以丙烯酰胺(AAm)和丙烯酸(AAc)为单体,在无需外加有机交联剂的条件下制备具有高机械强度的两性聚电解质水凝胶(HAH凝胶).结果表明,HAH凝胶可以被压缩超过99%的形变而不断裂,压缩强度高达61.2 MPa;HAH凝胶的断裂伸长率和断裂强度分别达到1700%和70.2 k Pa.由于HADE末端伯胺基与强氧化引发剂通过氧化还原反应生成胺自由基和自身结构中的双键同时参与聚合反应,因而为凝胶网络形成提供了必要的化学交联作用.同时HADE结构中胺基正电荷与AAc的羧基负电荷之间的离子交联也为凝胶网络提供了物理交联作用.2种交联作用的协同作用是HAH凝胶具有良好机械性能的根本原因.     

机理转移法合成聚丁二烯-b-聚(甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯)两亲性嵌段共聚物

将活性负离子聚合与原子转移自由基聚合(ATRP)技术相结合,运用机理转移法制备了一种两亲性材料聚丁二烯-b-聚(甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯)(PB-b-PDMAEMA)嵌段共聚物.首先通过负离子聚合方法设计合成聚丁二烯,用环氧丙烷封端,2-溴异丁酰溴作酯化剂,合成具有活性端基溴的聚丁二烯大分子引发剂(PB-B r),再用其引发亲水性单体DMAEMA进行原子转移自由基聚合,聚合动力学证实了该聚合反应具有典型的活性/可控自由基聚合的特征.通过差示扫描量热法(DSC)研究嵌段共聚物的微相分离行为.制备的大分子引发剂及两亲性嵌段共聚物经凝胶色谱、红外和核磁表征证实了预定的结构.     

苯乙烯的低温原子转移自由基聚合:扩散效应导致的加速现象

研究了以苯乙烯(St)和N-[4-(2-溴丙酰氧基)苯基]马来酰亚胺(BPPM)的交替共聚物P(St-alt-BPPM)为大分子多官能度引发剂,以CuBr/2,2′-联吡啶(bpy)为催化体系,环己酮为溶剂,在60或80℃下进行St的原子转移自由基聚合(ATRP).结果表明,反应呈现活性聚合的假一级反应动力学特征,聚合物分子量随着单体转化率上升而增加,降低反应温度将减低反应速率,但是所得聚合物[P(St-alt-BPPM)-g-PS]分子量分布更窄.水解实验证明该过程具有一定可控性.由于类似的单官能度引发剂无法在同等条件下顺利引发St的ATRP,因此采用大分子多官能度引发剂可以大幅度降低ATRP的反应温度.此加速现象被归因于CuBr/bpy从大分子引发剂线团外向线团内扩散,而CuBr2/bpy则从大分子引发剂线团内向线团外扩散,从而提高大分子引发剂线团中的自由基浓度和聚合反应速率.