聚苯乙烯-co-聚(2,3,4,5,6-五氟苯乙烯)共聚物: 合成及其多孔薄膜的制备

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法, 分别在三氟甲苯、含氟离子液体以及三氟甲苯/含氟离子液体混合溶剂体系中合成了聚苯乙烯-co-聚(2,3,4,5,6-五氟苯乙烯)(PS-co-PPFS)共聚物, 通过¹H NMR、¹⁹F NMR、元素分析以及凝胶渗透色谱法(GPC)对所得聚合物的分子链结构和组成进行了分析和表征. 随后, 利用静态呼吸图法分别在CS₂, CHCl₃ 和CH₂Cl₂ 中制备了有序多孔薄膜, 用扫描电子显微镜(SEM)观察其表面形貌, 并与利用分子量大小相当的聚苯乙烯均聚物(PS)制备的多孔薄膜进行了对比. 研究结果表明: 在三氟甲苯和含氟离子液体溶剂体系中, 均可利用ATRP 聚合方法获得窄分子量分布的PS-co-PPFS 共聚物(M_n＝5200～7900 g·mol^-1, i>M_w/M_n＝1.12～1.22). 对聚合物薄膜的扫描电子显微镜(SEM)观察和分析显示: 分别以CS₂, CHCl₃ 和CH₂Cl₂ 作为溶剂, 利用静态呼吸图法均可制备出PS-co-PPFS 共聚物多孔薄膜. 然而, 与在CHCl₃ 和CH₂Cl₂ 中制备的PS 均聚物多孔薄膜的表面形貌不同的是, PS-co-PPFS 共聚物多孔薄膜呈现出无序排列、平均孔径大小不同的两种孔结构; 在CHCl₃ 中制备所得薄膜的孔结构有序性相对较好, 两种孔的平均孔径分别为0.75 和0.37 μm.     

三臂PPO-PDLA-PLLA 嵌段共聚物的制备与结构及其立构复合体的结晶行为

以环氧丙烷聚醚三元醇(PPO)为起始剂, 开环聚合D 型丙交酯(DLA), 合成三臂环氧丙烷聚醚三元醇-聚右旋乳酸(PPO-PDLA)嵌段预聚体. 采用端基活化技术对预聚体进行端羟基活化, 再与L 型丙交酯(LLA)进行逐步开环聚合,合成了不同分子量的三臂环氧丙烷聚醚三元醇-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸(PPO-PDLA-PLLA)嵌段共聚物. 采用红外(FTIR)、核磁(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等对三臂PPO-PDLA-PLLA 嵌段共聚物的测试表明, 合成的嵌段共聚物分子链具有很高的立构规整度; 通过调节LLA 单体与PPO-PDLA 预聚体的投料比, 不仅可控制产物的分子序列结构, 而且样品的数均分子量可大于100 kDa. 差示扫描量热仪(DSC)和广角X 射线衍射(WAXD)结果显示, 三臂PPO-PDLAPLLA嵌段共聚物的异构体链段分子间生成立构复合晶体, 其熔点约为200 ℃, 且没有PLLA 均聚物链段结晶现象. 实验结果表明, 这是一类具有实际应用价值的新型耐热聚乳酸(PLA)材料.     

PLGA-PEG共聚物负载多西紫杉醇的药物输运体系的计算机模拟

采用耗散粒子动力学模拟的方法研究了抗癌药物输运体系多西紫杉醇与聚乙丙交酯与聚乙二醇的共聚物(PLGA-PEG)的自组装形态, 考察了共聚物浓度、共聚物组成和药物含量等对自组装形态的影响. 模拟结果表明, 不同浓度的PLGA-PEG能够和多西紫杉醇自组装成球状、柱状、层状等结构; 一定的浓度下, 亲水的PEG嵌段将疏水的PLGA嵌段包裹起来形成核壳结构, 可用于疏水药物输运应用. 在比较低的浓度下, 不同组成的PLGA-PEG均会形成球状核壳结构, PEG嵌段较多时壳层较厚核尺寸较小, PLGA嵌段较多时核的尺寸较大但壳层较薄, 综合考虑载药量和稳定性, 模拟结果中PEG嵌段的摩尔分数为60%即PLGA₄₀-PEG₆₀作为载体时性能较佳. 药物的含量对自组装结构也有影响, 药物含量较小时形成球状结构, 药物含量较大时, 则会形成柱状结构. 对PLGA₄₀-PEG₆₀体系, 模拟结果显示药物、聚合物和水的最佳配比为5:10:90. 本工作可为共聚物载药体系的设计与开发提供参考.     

β-环糊精共聚物及其金属配合物的制备与性能

合成了顺丁烯二酸酐酯化β-环糊精与苯乙烯的共聚物及其金属配合物。 利用红外、紫外、元素分析、差示扫描量热法及热失重分析法对其进行了结构表征和性能测试。 这种含有β-环糊精的共聚物金属配合物作为脲酶抑制剂,对大豆脲酶催化尿素水解的抑制效果显著,其铜金属配合物为4 g/L时,抑制率达96.67%。     

三臂支化PLLA-PDLA嵌段共聚物的合成及立构复合结晶行为

以三羟甲基乙烷为起始剂, 开环聚合L-丙交酯(LLA), 合成三臂支化左旋聚乳酸(PLLA)预聚物. 采用端基活化技术对预聚物进行端羟基活化, 再与D-丙交酯(DLA)进行开环聚合, 合成了不同分子量的三臂支化左旋聚乳酸-右旋聚乳酸(PLLA-PDLA)嵌段共聚物. 采用核磁共振谱和凝胶渗透色谱等对样品的结构和分子量进行测试, 结果表明,合成的嵌段共聚物链结构具有链段立构规整度和高分子量的特点; 通过调节DLA单体与PLLA预聚物的投料比, 可实现对PLLA-PDLA嵌段共聚物的序列结构调控. 差示扫描量热仪和广角X 射线衍射结果表明, 三臂支化PLLA-PDLA嵌段共聚物的异构体分子间生成立构复合晶体, 其熔点高于200℃; 共聚物的嵌段序列结构对材料的凝聚态转变行为有很大的影响.     

层状二嵌段共聚物与纳米棒共混体系的自组装

采用耗散粒子动力学(DPD)方法研究了层状二嵌段共聚物与纳米棒共混体系的自组装行为.系统地考虑了棒的粒子数比、长度及棒与高分子间的相互作用等因素对混合体系自组装的影响.一系列的构型及相转变都是在共聚物的相分离与纳米棒的聚集相行为共同作用下的结果.当把纳米棒掺入到高分子体系时,从熵和焓的角度可以更本质地理解共混体系的自组装,尤其是棒的相行为.从焓方面,纳米棒与各高分子链段间相互作用决定了棒的分布;从熵方面,棒的各向异性、相区域的空间约束及高分子链的构象熵共同决定了棒的取向.     

Injection and transport of electric charge in a metal/copolymer structure

The dynamical processes of the electric charge injection and transport from a metal electrode to the copolymer are investigated by using a nonadiabatic dynamic approach. The simulations are performed within the framework of an extended version of the one-dimensional Su-Schrieffer-Heeger (SSH) tight-binding model. It is found that the electric charge can be injected into the copolymer by increasing the applied voltage. For different structures of the copolymer, the critical voltage biases are different and the motion of the injected electric charge in the copolymer varies obviously. For the copolymer with a barrier-well-barrier configuration, the injected electric charge forms a wave packet due to the strong electron-lattice interaction in the barrier, then comes into the well and will be confined in it under a weak electric field. Under a medium electric field, the electric charge can go across the interface of two homopolymers and enter into the other potential barrier. For the copolymer with a well-barrier-well configuration, only under strong enough electric field can the electric charge transfer from the potential well into the barrier and ultimately reach a dynamic balance.     

叶酸修饰星型端氨基PEG-PLGA纳米胶束的制备及肿瘤细胞靶向作用

合成了星型多臂端氨基聚乙二醇(PEG)/聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)两亲性嵌段共聚物(4s-PLGA-PEG-NH₂), 并通过核磁共振和凝胶渗滤色谱法对其结构进行表征; 采用溶剂挥发法制备阿霉素载药纳米胶束, 利用EDC缩合法与叶酸偶联, 得到叶酸修饰的星型端氨基PEG-PLGA纳米胶束; 采用动态光散射、 紫外光谱及透射电镜等手段对纳米胶束进行了表征; 对载药纳米胶束在HeLa细胞中的摄取及细胞毒性进行了初步评价. 结果表明, 经叶酸修饰的星型多臂端氨基PEG-PLGA载药纳米胶束可有效提高HeLa细胞的摄取率以及对HeLa细胞的杀伤率, 表明其可作为一类新型的靶向抗肿瘤药物递送载体.     

双(环戊二烯基)二氯化锆催化合成乙烯-笼型倍半硅氧烷杂化共聚物及其结构表征

通过双(环戊二烯基)二氯化锆(Cp₂ZrCl₂)催化剂和改良的甲基铝氧烷(MMAO)助催化剂, 合成了无机-有机杂化共聚物. 研究了2种具有不同单乙烯基反应基团的笼型倍半硅氧烷(POSS)与乙烯的聚合. 对共聚产物的结构、 热力学性质、 分子量及其分布等进行了研究. 共聚单体(POSS)的插入率在0.01%~0.30%之间, 随着共聚单体在共聚物中摩尔分数的增大, 聚合物的熔点和熔解热降低. 共聚物的热重分析结果显示, 乙烯-POSS共聚物拥有更高的热分解温度以及较高的热分解残留量. 随着POSS的加入, 聚合物的分子量明显提高, 聚合物的分子量分布变宽.     

利用拉曼光谱检测丙烯共聚物的性质

采用拉曼光谱检测了7个丙烯共聚物样品,并详细分析了谱图中所有特征峰来源;最终选择2 700～3 100 cm-1作为特征谱段,采用偏最小二乘(PLS)回归的方法分别建立了样品中二甲苯可溶物、乙烯含量及可溶物中乙烯含量与拉曼特征峰相对强度的关联模型。通过预测模型求得的预测含量与真实含量的相关系数(r)均大于0.94,平均相对误差(ARE)均小于5%。还对2 700～3 100 cm-1区域拉曼光谱的第二项PLS成分进行了研究,发现采用PLS回归能够准确、有效地提取出样品的原有信息。为采用拉曼光谱在线检测共聚聚丙烯中的二甲苯可溶物量、乙烯含量及可溶物中的乙烯含量提供了可能性。