通过正离子聚合原位制备聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b- 聚异丁烯)/银纳米复合材料及其性能研究

采用烯丙基溴官能化聚异丁烯/高氯酸银体系引发四氢呋喃活性正离子聚合制备聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)/银纳米复合材料(PBLG-g-(PTHF-b-PIB)/Ag).研究接枝密度对该纳米复合材料表面组成、形貌及自组装行为的影响,进一步探究纳米复合材料中银的含量、分布、晶型及存在形态,以布洛芬(IBU)作为模拟药物,研究接枝共聚物中接枝密度和平均支链长度对纳米复合材料载药释药行为的影响,通过抑菌圈法和MTT法研究纳米复合材料的抗菌性和细胞毒性.结果表明:通过烯丙基溴官能化聚异丁烯大分子引发四氢呋喃活性正离子开环聚合,可以原位制备不同接枝密度和不同平均支链长度的PBLG-g-(PTHF-b-PIB)/Ag纳米复合材料,其中银的质量含量在0.25%~3.9%之间,与其理论含量基本相吻合,银颗粒以聚集体形态存在,尺寸为5~10 nm,晶型为面心立方结构;该纳米复合材料在四氢呋喃/正己烷(4/1,V/V)混合介质中自组装形成胶束,胶束数目随接枝密度增加而减少,但尺寸增大;随接枝共聚物中接枝密度和纳米银含量增加,纳米复合材料的疏水性增加;随接枝共聚物中接枝密度增加,纳米复合材料表面形貌可由球形结构逐渐转化为双连续相结构;纳米复合材料的载药微球可以通过接枝共聚物中主链PBLG的空心螺旋结构、酰胺键及PTHF支链的醚键结构显示三重载药特性,载药量和累积释药量均随着接枝共聚物中接枝密度或PTHF链段长度增加而增加,且在37oC下的释药率是25oC下释药率的3倍左右.该纳米复合材料的抗菌性能随纳米银含量增加而增加,当纳米银含量为1.48%时,该纳米复合材料1周后细胞存活率为97.7%,即无细胞毒性.     

活性正离子聚合及原位制备聚醋酸乙烯酯-g-聚四氢呋喃共聚物/纳米银复合材料

通过将烯丙基溴/高氯酸银引发体系引发四氢呋喃活性正离子开环聚合与"grafting onto"合成方法相结合,原位制备了不同接枝密度和接枝链长度的新型聚醋酸乙烯酯-g-聚四氢呋喃接枝共聚物(PVAc-g-PTHF)及其与纳米银(Ag)的复合材料.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振波谱(1H-NMR)和多角度激光光散射-黏度-凝胶渗透色谱仪(MALLS-VIS-GPC)分别表征了该接枝共聚物的化学结构、共聚组成、分子量、分子量分布、接枝支链数目及支化度,采用原子力显微镜(AFM)、示差扫描量热分析(DSC)、偏光显微镜(POM)研究了接枝共聚物中接枝支链数目及支链长度对其微观形态、单端受限链段结晶行为的影响,并探讨了该纳米复合材料的抗菌性能.结果表明:所制备的不同支链数目和支链长度的PVAc-g-PTHF/Ag纳米复合材料,均表现出良好的抗菌性能;接枝共聚物PVAc-g-PTHF的重均分子量可达4.52×10~5,分子分子量较窄(M_w/M_n~1.8),支化因子可达0.19.接枝共聚物PVAc-g-PTHF可形成明显的相分离结构,其微观形态与接枝支链数目有关;相比相同分子量的双端不受限的PTHF链,PVAc-g-PTHF接枝共聚物中单端受限PTHF支链的结晶速率明显降低;在确定接枝支链数目的情况下,随着支链中PTHF链段长度增加,其结晶逐渐增强,结晶熔融温度及熔融焓均稍有增加.     

聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)共聚物的微观结构与形态

通过可控/活性离子聚合方法设计合成一系列不同共聚组成的聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)的新型嵌段接枝共聚物,即PBLG-g-(PTHF-b-PIB),研究共聚物中支链(PTHF-b-PIB)长度及接枝密度对主链PBLG玻璃化转变温度、α-螺旋二级结构及其转变的影响,研究支链中PTHF链段长度对其双端受限的玻璃化转变及凝聚态结构的影响.结果表明:PBLG-g-(PTHF-b-PIB)共聚物中刚性主链保持α-螺旋二级结构;随着支链长度增加或接枝密度增加,主链PBLG的α-螺旋二级结构特征峰逐渐减弱,玻璃化转变温度逐渐提高,α-螺旋结构发生转变的焓值逐渐增大;在确定接枝密度的情况下,随着支链中PTHF链段长度增加,共聚物中双端受限的PTHF链段结晶逐渐增强,结晶熔融温度及熔融焓均增加;在确定支链中PTHF链段长度的情况下,随着接枝密度增大,支链间链段相互排斥,PTHF链段结晶逐渐减弱.     

聚二甲基硅氧烷与聚四氢呋喃三嵌段共聚物的合成表征与性能

通过可控/活性正离子开环聚合设计合成一系列不同分子量的聚四氢呋喃活性链,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的双端胺基与反应制备PDMS与聚四氢呋喃(PTHF)的新型三嵌段共聚物(PTHF-b-PDMS-b-PTHF).通过FTIR与1H-NMR表征产物化学结构及共聚组成,由TGA、DSC及DMA研究嵌段共聚物热性能与动态力学性能,采用TEM和in situ POM观察嵌段共聚物的微观形态与结晶形态.常温下表征共聚物材料自修复性能及37°C下表征其抗菌性能.结果表明:采用体系引发四氢呋喃可控/活性正离子开环聚合制备预期分子量的,进一步与双端胺基官能化PDMS反应,反应效率可达95%左右,设计合成出一系列不同共聚组成的PTHF-b-PDMS-b-PTHF三嵌段共聚物.该共聚物呈现双连续微观相分离结构和结晶现象,随着PTHF链段的增长,结晶速率加快;与相同分子量均聚PDMS和PTHF相比,所制备的三嵌段共聚物的热稳定性明显提高;三嵌段共聚物链中存在2个―NH―基团,在分子链间形成氢键导致产生物理交联及聚合物网络,使材料具有较好的弹性、柔韧性和强度,同时具有自修复特性,将材料完全切开,常温下24 h后断面发生良好愈合,在应力作用下可被拉伸至原长的1.5倍;原位制备的三嵌段共聚物/银纳米复合材料对大肠杆菌表现出良好的抗菌性能.基于可控/活性正离子开环聚合方法合成的PTHF-b-PDMS-b-PTHF三嵌段共聚物/银纳米复合材料兼具PTHF、PDMS及纳米银的优良性能,在生物医用材料领域具有应用前景.     

官能化聚四氢呋喃-b-聚异丁烯-b-聚四氢呋喃三嵌段共聚物的合成与性能

采用2-氯-2,4,4-三甲基戊烷或对二枯基氯为引发剂和TiCl4或FeCl3为共引发剂,引发异丁烯(IB)可控/活性正离子聚合与官能端基转化,设计合成不同分子量及窄分子量分布的端基官能化聚异丁烯,如双端烯丙基溴官能化聚异丁烯(Br-PIB-Br)或双端烯丙基胺官能化聚异丁烯(H2N-PIB-NH2).采用烯丙基溴/高氯酸银体系引发四氢呋喃(THF)开环聚合,合成聚四氢呋喃活性链(PTHF+).进一步通过将IB可控/活性正离子聚合与THF可控/活性正离子开环聚合2种方法相结合,设计合成2种新型官能化聚四氢呋喃-b-聚异丁烯-b-聚四氢呋喃(PTHF-b-PIB-b-PTHF)三嵌段共聚物:(1)以上述Br-PIB-Br为大分子引发剂,在AgClO4作用下引发THF活性正离子开环聚合,采用水终止活性链端,设计合成双端为羟基的HO-PTHF-b-PIB-b-PTHF-OH三嵌段共聚物(简称:FIBF-OH);(2)以上述合成的PTHF+活性链与H2NPIB-NH2链端胺基发生高效亲核取代反应,设计合成中间链段连接点含―NH―官能基团的PTHF-b-HNPIB-NH-b-PTHF三嵌段共聚物(简称:FIBF-NH).在上述三嵌段共聚物中,极性PTHF链段与非极性PIB链段的热力学不相容,导致其呈现明显的微相分离,且微观形态与共聚组成相关.PTHF均聚物易结晶,在上述共聚物中由于PTHF链段单端受限致其结晶性减弱.三嵌段共聚物分子链的中间连接点含―NH―官能基团,具有更强的氢键作用,促进PTHF链段重排并结晶,易形成更紧密的超分子网络结构,导致即使在PTHF链段相对分子量为0.7 kg·mol^-1时仍具有较强的结晶性,且结晶熔融温度明显提高.此外,由于FIBF-NH中形成超分子网络结构,使材料具有优异的自修复性能,材料表面的切痕在常温下10 min后可以完全自愈合.本文设计合成的新型官能化PTHF-b-PIB-b-PTHF三嵌段共聚物兼具有PTHF与PIB的优良性能,在生物医用、智能修复等功能材料领域具有潜在的应用前景.     

壳聚糖-两性聚氨酯接枝共聚物的制备

利用壳聚糖大分子链上的－OH和－NH2基团与两性聚氨酯预聚体的端－NCO基团反应，把两性聚氨酯链接枝到壳聚糖分子链上，为聚电解质及纳米胶体粒子间的组装，复合性质的研究提供模型化合物，红外光谱，热分析方法初步研究表明，采用上述方法能够制备出APU－壳聚糖接枝共聚物，但产物是壳聚糖与接枝共聚物的混合物，研究发现，这种接枝共聚物在盐酸水溶液中呈胶束形态，而且具有独特的流变性。     

PtBA-g-PPEGMEMA接枝共聚物的合成及其包埋阿霉素的研究

通过可逆加成-裂解链转移聚合和原子转移自由基聚合,制备了以聚丙烯酸叔丁酯为主链、以聚(聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯)为侧链的两亲性接枝共聚物PtBA-g-PPEGMEMA,该方法克服了以往通过聚合物修饰来引入接枝点时所存在的接枝点密度不高和不可控的局限性.接着,以PtBA-g-PPEGMEMA为载体,对抗肿瘤药物阿霉素进行了负载,制备得到了尺寸为164.8nm的纳米载药胶束.其释放试验表明,该体系具有缓释特征.     

尼龙6/抗菌蛭石复合材料的制备及性能研究

通过离子交换法对蛭石进行载银和有机化改性,制备出3种抗菌蛭石,进一步采用熔融共混法制备了尼龙6/抗菌蛭石复合材料,测试了复合材料的抗菌性能和物理力学性能,利用TEM和SEM观察了蛭石在尼龙6中的分散情况和拉伸断面.研究结果表明,载银并有机化的蛭石与尼龙6的复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有明显的抑菌圈,对大肠杆菌...     

乙基纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物合成及其胶束化研究

通过单电子转移“活性”/可控自由基聚合的方法制备了具有双亲性及温度响应性的乙基纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物(EC-g-PNIPAm). 通过凝胶渗透色谱、核磁氢谱和红外光谱等对合成的接枝共聚物进行了表征. 我们发现此反应在混合溶剂四氢呋喃/甲醇的混合溶剂中是活性可控的. EC-g-PNIPAm接枝共聚物能够在选择性溶剂水中发生自组装现象, 形成稳定的以乙基纤维素为核、聚N-异丙基丙烯酰胺为壳的球形胶束. 并且随着温度的升高, 支链聚N-异丙基丙烯酰胺发生塌缩使得球形胶束发生收缩.     

聚膦腈-g-聚己内酯共聚物的合成与表征

通过三甲基碘硅烷与聚二(2-甲氧基乙氧基)膦腈侧链上的醚键反应后水解得到侧链含部分羟基的聚膦腈,然后利用聚膦腈的侧链羟基在异辛酸亚锡催化作用下,引发己内酯单体开环聚合制备了聚膦腈-g-聚己内酯共聚物.该共聚物中聚己内酯链段的接枝率和侧链长度可通过改变三甲基碘硅烷和己内酯单体的投料来控制.     

聚（N-异丙基丙烯酰胺-g-壳聚糖）微粒的制备及其药物缓释性

以三聚磷酸钠为离子交联剂制备壳聚糖颗粒(CS);以N,N1-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,由N-异丙基丙烯酰胺与CS接枝共聚合成了聚(N-异丙基丙烯酰胺-g-壳聚糖)微粒[P(NIPAM-g-CS)],其结构经IR和SEM表征.DSC测试结果显示,P(NIPAM-g-CS)具有温敏性,体积相转变温度33.51℃.P(NIPAM-g-CS)在中性条件下有良好的药物缓释性.     

负载型纳米Ag颗粒的制备及其催化性能研究

利用聚4-乙烯基吡啶(P4VP)大分子单体与苯乙烯(St)进行分散聚合一步法制备得到粒径均一的聚4-乙烯基吡啶(P4VP)-g-聚苯乙烯(PS)共聚物微球(P4VP-g-PS)。研究发现通过调控反应介质中混合溶剂的极性、P4VP大分子单体用量可控制微球粒径。将其作为Ag载体,使Ag+原位还原成Ag纳米颗粒,在催化亚甲基蓝(MB)的实验中使MB的降解量达到96. 7%。     

5-氟尿嘧啶/壳聚糖载药纳米微球的制备及性能

以三聚磷酸钠为交联剂,采用离子交联法制备了5-氟尿嘧啶/壳聚糖纳米微球,评价其性能、体外释药性能及对人肺癌细胞GLC-82的体外杀伤效应,并通过Zeta电位和红外光谱分析载药纳米微球形成机理.结果表明,所制备的5-Fu/CS纳米微球平均包封率为32.3%,平均载药量为25.6%,平均粒径为253nm,平均zeta电势为+8.38mV,成球性及分散性良好.CS载药纳米微球具有缓释性能,体外释药行为符合双向动力学规律.在体外作用72h,CS载药纳米微球对人肺癌细胞GLC-82的杀伤率达66.6%,杀伤效果明显优于5-Fu对照组.     

壳聚糖-g-聚甲基丙烯酸凝胶粒的制备及其药物释放行为

以壳聚糖和甲基丙烯酸为原料,硝酸铈铵为引发剂,合成了不同接枝率的壳聚糖-g-聚甲基丙烯酸(CS-g-PMAA),用FTIR、1H NMR和元素分析表征了产物的结构,以柠檬酸三钠和戊二醛为交联剂制备了具有核壳结构的CS-g-PMAA载药体系。 用UV/Vis检测了CS-g-PMAA粒子对模型药物的释放行为。 结果表明,CS-g-PMAA接枝率为12.21%时药物释放速率最慢,其在pH=1.8介质中药物累积释放量(11 h)为44.18%,而壳聚糖粒子的累积释放量高达65.24%,即接枝改性壳聚糖粒子对药物的缓慢控制释放性能较好; CS-g-PMAA粒子的释药行为还依赖于介质的pH值和盐浓度,在低pH值和低盐浓度下,药物释放速率较快;酶环境下由于载体材料的降解使药物释放速率加快。 分析了不同条件下CS-g-PMAA载药粒子中药物的释放机理。     

微波辅助壳聚糖接枝聚乳酸共聚物的合成及表征

在微波辅助下,以辛酸亚锡为催化剂、壳聚糖(CS)为大分子引发剂引发消旋丙交酯（D,L-LA）本体开环聚合制备了壳聚糖接枝聚乳酸共聚物。通过正交实验研究了微波功率、催化剂用量、反应温度和反应时间对聚合反应的影响,确定了最佳合成条件。并通过红外光谱、元素分析、核磁共振氢谱、X-射线衍射和热分析对接枝共聚物的结构与性能进行了表征。结果表明,在微波条件下,能快速、有效地合成预定结构的壳聚糖接枝聚乳酸共聚物;聚乳酸支链的引入,有效削弱了壳聚糖分子间和分子内较强的氢键作用,与相应的壳聚糖比较,共聚物的结晶性能下降,热分解温度降低;原料配比对共聚物的结构与性能有显著影响,随nD,L-LA/nCS糖环数值增大,共聚物中平均乳酰单元数逐渐增大,共聚物的结晶性能、起始分解温度逐渐下降。     

一步法制备PNIPAAm-g-PAN/PSt载银复合微球及其抗菌性能研究

以AgNO3为金属源,通过乙醇将与聚N-异丙基丙烯酰胺接枝聚丙烯腈/聚苯乙烯（PNIPAAm-g-PAN/PSt）聚合物微球表面酰胺基团配位的银离子（Ag+）还原,一步法制备了PNIPAAm-g-PAN/PSt载银复合微球。通过傅立叶变换红外（FTIR）和紫外-可见光光谱表征发现,由Ag+还原所得的Ag纳米颗粒被成功地固载在PNIPAAm-g-PAN/PSt 微球上;用透射电子显微镜（TEM）对载银微球的大小和形态进行了表征;热重分析（TGA）结果表明,固载在微球表面的银纳米颗粒的含量（质量分数）为12%;抗菌实验结果表明,所制备的载银微球具有抗革兰氏阴性菌的活性。     

两亲性纤维素接枝聚脱氢枞酸共聚物的制备及性能研究

通过均相原子转移自由基聚合法(ATRP)将生物质基疏水性松香单体(脱氢枞酸(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯,MAEDA)接枝到纤维素骨架上合成了全生物质基两亲性的纤维素-g-聚脱氢枞酸接枝共聚物(cellulose-g-PMAEDA).ATRP反应过程动力学研究表明cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的合成过程是活性可控的;傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶色谱(GPC)和X射线衍射(XRD)结果证实了cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的成功合成;由于聚脱氢枞酸侧链的引入,cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的热稳定性,疏水性能明显提高,并且具有紫外吸收性能;动态光散射仪和透射电镜结果表明两亲性cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物能够在水溶液中自组装成平均粒径约为200 nm左右的纳米微球,并且该纳米微球具有以纤维素为壳,聚脱氢枞酸酯为核的核壳结构.     

具有预期结构的苯乙烯与丙烯酸丁酯接枝共聚物的合成与表征

通过苯乙烯 (St)与 4 对氯甲基苯乙烯 (CMS)进行氮氧稳定自由基共聚合反应 ,合成了二元共聚物P(St co CMS) ,并以此共聚物引发丙烯酸丁酯进行原子转移自由基聚合 ,成功地合成了结构明晰的以聚苯乙烯为主链、聚丙烯酸丁酯为支链的接枝共聚物 ,研究了共聚合反应动力学 .P(St co CMS)和接枝共聚物的结构通过1 H NMR得到确认 ,并表征了接枝共聚物平均侧链数目和平均侧链长度     

PTHF-b-PMMA/PVC共混体系的相容性和结晶行为

研究了具有焓效应的聚四氢呋喃-聚甲基丙烯酸甲酯两嵌段共聚物与聚氯乙烯PTHF-b-PMMA/PVC)共混体系的相容性和结晶行为. 结果表明, 其相容性比AB/A型嵌段共聚物共混体系的相容性要好得多; 与PTHF部分相容的PVC对PTHF微区的结晶行为可产生很大的影响. 应用有关理论和模型很好地解释了结晶行为的这种变化.     

纳米稀土氧化物/硫酸酯化壳聚糖杂化材料的制备及其抗凝血性能研究

利用接枝的方法制备了4 种纳米RE₂O₃/硫酸酯化壳聚糖杂化材料(Nd₂O₃-TDI-CS, Eu₂O₃-TDI-CS, La₂O₃-TDI-CS, Sc₂O₃-TDI-CS, TDI=甲苯二异氰酸酯, CS=壳聚糖), 用红外光谱、热重分析和扫描电镜表征了产物, 结果表明壳聚糖接枝于经过活化后的纳米氧化物表面. 抗凝血实验结果和复钙实验结果说明制备的4种杂化材料比纳米稀土氧化物具有更好的抗凝血性能.