嵌段共聚物的自组装(一)

分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域有越来越广泛的应用.而嵌段共聚物的自组装更显示了强大的应用前景.它凭借自身独特的物理化学性质,能自组装形成小到几个纳米、大至数微米乃至更大尺寸范围内的、丰富多彩的形态结构.同时,它的自组装形态能在较弱的外场作用下,作出较强的响应,从而能更好地实现其体系自组装行为的调控.     

双亲性嵌段共聚物P4VP-b-PMAA的合成

以三[(2-二甲基氨基)乙基]胺为配体,α-氯代丙酸乙酯为引发剂,在异丙醇中引发4-乙烯吡啶(4VP)进行原子转移自由基聚合(ATRP),得到了端基为氯原子、相对分子质量在1 500～5 610之间的聚4-乙烯吡啶(P4VP-Cl)大分子引发剂.进而使P4VP-Cl引发甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)进行ATRP反应,得到了P4VP-b-PtBMA嵌段共聚物,其转化率可达60%以上.傅里叶变换红外光谱和核磁共振的分析结果表明,所得嵌段共聚物的结构明确.通过对P4VP-b-PtBMA进行水解,得到了P4VP-b-PMAA双亲性嵌段共聚物.     

双嘧达莫嵌段共聚物胶束的制备及体外药物释放

以聚癸二酸酐-聚乙二醇-聚癸二酸酐为载体材料,采用沉淀/溶剂挥发法制备双嘧达莫载药胶束,DLS法测定胶束的粒径,紫外分光光度法测定胶束的载药量、包封率和药物的释放度.结果发现载药胶束的粒径大于空白胶束的粒径;随着共聚物中疏水链段比例的增加,胶束的载药量和包封率都上升,而且药物释放时间延长;调节嵌段共聚物的链段组成,可以调节药物的释放动力学过程.     

醋酸纤维素浓度对嵌段共聚物薄膜的影响

以含有聚环氧乙烷（PEO）和侧链含有查尔酮的聚甲基丙烯酸甲酯（PMA）的二嵌段共聚物（PEO272-b-PMA（Chal）97）为原料,以不同浓度的醋酸纤维素CA（Cellulose acetate）溶液制成的薄膜作为牺牲层,利用相分离法制备具有贯通结构的自支撑薄膜。结果表明：CA的浓度对嵌段共聚物的自组装薄膜的性质产生较大的影响。在一定浓度范围（≤9%）内,薄膜的性质如表面的平滑性、亲疏水性以及通道的尺寸和分布的均匀性等随CA浓度的增加而更优化。     

以原子转移自由基聚合法合成两亲性嵌段共聚物

以α-溴代丙酸乙酯为小分子引发剂、氯化亚铜和联二吡啶组成的混合体系为催化剂，引发苯乙烯单体聚合，得到端基为卤原子的单分散PS-X预聚体。并以此为大分子引发剂、氯化亚铜和N，N，N′，N″，N′′′-五甲基二亚乙基三胺／联二吡啶组成的混合体系为催化剂，引发聚合甲基丙烯酸叔丁酯，得到相对分子质量可控、分子质量分布狭窄的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物．最后使该共聚物在酸性条件下水解，从而得到了两亲性的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸．用红外光谱仪、核磁共振仪、凝胶色谱仪等对产物的结构与性能进行了表征．     

相变调温PET-PEG嵌段共聚物的性能和结构的研究

以酯交换法合成了一系列的PFT-PEG（聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇）嵌段共聚物，经DSC测试证明它们具有不同的常温相变温区，且常温相变来自于嵌段共聚物中的PEG链段。用FTIR，^1H—NMR表征了共聚物的结构，结果表明其是以PET硬链段封端的多嵌段共聚物，PEG软链段保有一定长度，PEG软链段含量受所投原料比例影响。通过改变加入的PEG相对分子质量和PEG／DMT投料比可控制PET-PEG嵌段共聚物相转变的热性能。     

蝌蚪型嵌段共聚物的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学模拟方法研究了二维蝌蚪型嵌段共聚物的微观相分离,得到了相形貌与蝌蚪型嵌段共聚物尺寸的依赖关系．通过计算结构因子,对相图的结构进行了分析．模拟结果揭示了本体中影响蝌蚪型嵌段共聚物微观相分离的主要因素．     

Study on Surface Modification of Glass Bead by a Block Copolymer Coupling Agent

A tri-block copolymer coupling agent polystyreneblock-poly （n-butyl-acrylate）-block-poly （y-methacryloxypro pylt rimethoxysilane）（PS-b-PnBA-b-PMPS） was synthesized by atom transfer radical polymerization （ATRP）, and its molecular structure was characterized by fourier-transform infrared spectra, hydrogen nuclear magnetic resonance and gel permeation chromatography. The glass bead was treated with the block copolymer coupling agent, and then studied by transmission electron microscopy. The result showed that strong interaction was formed between the block copolymer coupling agent and the surface of glass bead, and then the block of poly（n-butylacrylate） formed a layer of film on the surface.     

嵌段聚合物与离子液体、水三组分体系的相行为

离子液体凭借其自身的优点被人们称作＂可设计型溶剂＂.文章利用偏光显微镜和小角X射线散射技术,考察了三嵌段聚合物P123在离子液体与水形成的双极性混合溶剂中的相行为,并对所形成的有序结构进行了分析.     

催化合成聚降冰片烯-聚(乙烯-co-丙烯)嵌段共聚物

将活性开环易位聚合得到的聚降冰片烯所带的茂钛取代环丁烷末端基转变成烷氧基茂钛,然后在ＡｌＥｔＣｌ２助催剂存在下催化乙烯与丙烯配位共聚合,合成出聚降冰片烯聚（乙烯ｃｏ丙烯）两嵌段共聚物．考察了铝钛比、聚合温度和单体配比对乙丙共聚合的影响,并通过溶剂萃取及１３ＣＮＭＲ分析对聚合产物进行表征．结果表明约３６％的活性聚降冰片烯有效地转换并在助催剂ＡｌＥｔＣｌ２存在下使乙丙共聚合形成嵌段共聚物．低的聚合温度和铝钛比以及高的乙烯单体比有利于增加乙丙共聚物中形成嵌段共聚物比例     

聚醚醚酮酮－聚醚砜有规嵌段共聚物的合成与部分性能

将氟端基聚醚醚酮酮齐聚物和羟端基聚醚砜齐聚物通过溶液缩聚，合成聚醚醚酮酮－聚醚砜有规嵌段共聚物，并用ＩＲ、ＤＳＣ、ＴＧＡ、ＷＡＸＤ等测试手段进行表征，结果表明：共聚物没有相分离，是组分相容体系。聚醚砜组分含量变化对共聚物的热性能和结晶行为影响很大，对聚醚醚酮酮改性效果明显。     

大孔GAM珠状聚合物固定化青霉素酰化酶催化性能的研究

应用反相悬浮技术合成了大孔甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)-丙烯酰胺(AM)-N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)珠状三元聚合物GAM,并用于制备固定化青霉素酰化酶.在37℃时,用固定化酶PA/GAM(粒径0.10~0.13 mm)水解青霉素G制备6-氨基青霉烷酸(6-APA),其表观活性为569 IU/g,表观米氏常数k′m为1.7×10-2mol/L,最大反应速度vmax为6.1×10-4mol/min,水解反应最适温度为50℃,最适pH值为8.0.固定化酶在pH值为4.0~9.0,且温度低于40℃时活性稳定,经20次间歇操作使用后,催化活性没有明显衰减,有良好的应用前景.     

聚对苯乙烯聚氧化乙烯共聚物发光材料的合成及性能

通过Wittig反应成功地合成了一种新型的聚对苯乙烯和长链聚氧化乙烯的嵌段共聚物(PPVPEC)600)．该共聚物在常温下为无定形结构,并可旋涂形成均一稳定的薄膜;玻璃化转变温度为～46．3℃,N2环境下热分解温度达359℃;可以直接掺杂锂盐制备结构为ITO／PPVPEO600(LiClO4)/Au的发光电化学池器件,起亮电压为2．6V,其发光波长在蓝绿光范围内,有2个峰值分别是458和485nm。     

聚苯乙烯-b-聚嵌段共聚物的合成及其化学反应诱导自组装研究

采用RAFT可控自由基聚合方法,合成了由苯乙烯和马来酸酐/苯乙烯交替序列组成的两嵌段共聚PST101-b-P(MA-alt-ST)29;用1HNMR和GPC对共聚物的结构组成进行表征,将其中的马来酸酐用氨基丙基甲氧基硅烷进行氨解开环,得到含有甲氧基硅烷侧基的嵌段共聚物.进一步在碱性催化剂三乙胺的作用下,侧基上的硅氧烷迅速水解反应,并发生聚集.该聚集由于受到可溶性的聚苯乙烯链段的辅助,不会形成宏观的沉淀,而是通过化学反应诱导自组装过程,一步获得聚合物--二氧化硅有机/无机纳米杂化粒子,用动态光散射和透射电镜对所形成的纳米粒子进行了详细表征.     

嵌段共聚水溶性高分子在空气/水界面吸附态的构象

对于用几种不同疏水／亲水单体比合成的聚(丙烯酸丁酯／丙烯酸)共聚物样品测定了其水溶液的表面张力,运用Gibbs吸附方程求得在样品溶液临界胶束浓度时样品在气／液界面的分子吸附面积,以此推测其吸附态构象。结果表明,亲水单体单元在共聚物中含量多时,样品分子趋于在水中溶解;疏水单体单元多时,样品分子趋于在表面吸附。其吸附态构象为分子链上相邻的数个丁酯侧基吸附于水面,形成“薄煎饼状”疏水微区。     

聚砜—聚对苯二甲酸丙二醇酯嵌段共聚物的研究

本文合成了聚砜(PSF)—聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)嵌段共聚物(PSF-PPT)。经溶解度试验,反应前后体系粘度的变化,红外光谱(IR)分析,核磁共振氢谱(~1H-NMR)解析等证明共聚物是嵌段共聚物。 研究了共聚物在不同温度、不同溶剂中的溶液性质。实验表明共聚物在溶液中的形态与溶剂及溶液的浓度有很大关系。 研究了共聚物的力学谱图,发现共聚物在拉伸前后相态发生了变化,由偏光显微镜观察到共聚物是多相体系。     

亚砜类萃取剂萃取青霉素G的工艺研究

系统研究了亚砜类萃取剂石油亚砜和二异辛基亚砜萃取青霉素Ｇ的性能。在平衡研究的基础上确定了适宜的革萃和反萃条件，以此为基础进行了萃取串级和工艺台架试验。结果表明，分别由石油亚砜、二异辛基亚砜与稀释剂磺化煤油组成的萃取体系对青霉素Ｇ的革取性能均优于现有的醋酸丁酯体系，且二异辛基亚砜体系比石油亚砜体系更好。由于它们的低水溶性，因此不必从废酸水中回收革取剂，使操作简化、能耗降低。实验中还发现，当亚砜、胺组合使用时，有明显的协萃效应。     

GMA-NVP-MBAA三元聚合物载体固定化青霉素酰化酶性能的研究

利用反相悬浮聚合技术合成了珠状甲基丙烯酸缩水甘油酯—N—乙烯砒咯烷酮—N，N’—亚甲基双丙烯酰(GMA—NVP—MBAA)三元GNM共聚物．研究表明，GMA与NVP质量比为1：10，MBAA为单体总量50％合成的GNM(50)固定青霉素酰化酶，固定化酶水解青霉素G钾盐活性达491U／g．固定化酶经4次使用后活性达到稳定值为444U／g，再经14次使用，活性几乎不变．同时，考察了水解反应温度、pH值对固定化酶活性的影响．     

pH敏感含氟三亲性嵌段共聚物的合成及自组装

以二苄基三硫代碳酸酯(DBTTC)作为链转移剂,甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)、甲基丙烯酸(MAA)和全氟辛基乙基丙烯酸酯(FOEA)为聚合单体,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)溶液聚合法制备了新型pH敏感性含氟三亲性嵌段共聚物P(EHMA-co-MAA)-b-PFOEA-b-P(EHMA-coMAA),采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)及氟元素分析(F-EA)表征了共聚物结构.探究了含氟共聚物在DMF/H2O体系中的自组装行为,通过扫描电镜观察到共聚物形成表面呈"蚕蛹"状的球形胶束,且随氟含量增大,胶束粒径明显增大;加入酸(HCl)后,共聚物胶束由球转变为"碗状"囊泡结构,且随HCl浓度增大,囊泡相互融合.     

糖和氨基酸对聚乙二醇-b-聚-L-亮氨酸自组装行为的影响

用芘荧光探针技术和表面张力研究了共聚物胶束的形成及其临界胶束浓度(CMC);利用表面张力、原子力显微镜(AFM)和园二色光谱(CD)研究了葡萄糖和氨基酸对胶束的粒径分布、形态及聚乙二醇-b-聚L-亮氨酸溶液二级结构的影响.结果表明,在一定条件下聚合物可以形成稳定的球形胶束,在水溶液中嵌段共聚物主链主要以α-螺旋构象存在;葡萄糖和氨基酸对胶束的粒径分布、形态及聚合物溶液的二级结构不产生影响.