线性聚胺介导的SiO2 杂化纳米粒子的仿生合成

我们报道了在环境条件下采用简单的线性聚胺作为仿生结构导向剂快速可控的合成了聚合物杂化的SiO2纳米粒子。采用TEM, EDX, FT IR, TGA等方法对所合成的纳米粒子的形态、结构和组成进行了详细表征。另外,我们也发现纳米粒子的形成强烈依赖于体系中SiO2的矿化反应时间。所合成的杂化纳米粒子预期将在催化和生物医学等领域具有重要的应用价     

Poly(St-co-DMC)/SiO_2杂化及空心杂化纳米粒子的合成及表征

采用无皂乳液聚合法合成了聚(苯乙烯-co-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)(poly(St-co-DMC))纳米粒子,平均粒径约为100 nm.以此纳米粒子为模板,在接近室温及p H为中性的温和条件下,以四甲氧基硅烷(TMOS)为硅源,合成了poly(St-co-DMC)/Si O2杂化纳米粒子,TEM结果显示该纳米粒子具有明显的核壳结构,Si O2主要沉积在壳层.进一步通过四氢呋喃溶解制备得到具有空心结构的纳米粒子,这种空心结构纳米粒子的FTIR图谱中既有Si O2的信号,也有poly(St-co-DMC)的信号,说明空心纳米粒子的壳层不完全是Si O2,对空心纳米粒子的TGA结果分析计算得到Si O2的含量仅为69.7%,说明纳米粒子的壳层为杂化壳层,并且,这种壳层的厚度随着反应温度的升高、反应时间的延长、TMOS用量的增加及聚合物模板中DMC含量的增加而增大.     

应用微乳法制备二氧化硅包裹钯纳米粒子

以氯钯酸为钯源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水构成的微乳体系制备了二氧化硅包裹纳米金属Pd粒子.其中Pd的粒径可在5～30 nm调变,外部SiO₂层的厚度可在5～35 nm调变.详细考察了氯钯酸和正硅酸乙酯的浓度、微乳体系中水和正己醇的量等参数对制备的Pd/SiO₂粒子的大小及形态的影响.     

SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构的制备

SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构以其独特的形貌在药物控制释放、催化剂载体、生物医药等领域应用前景广阔,引起了人们的广泛关注。本文着重从乳液聚合法、仿生矿化法等制备方法角度阐述了SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构的研究进展。乳液聚合制备SiO2/聚合物核壳型杂化粒子简单易行,一般需要预先合成SiO2纳米粒子,其合成过程通常需要一些非理想的条件,如高温高压、极端pH、昂贵或有毒的有机试剂等,而且预先合成的SiO2粒子无法与聚合物实现100%匹配,即总有纯的聚合物粒子存在。相比之下,原位仿生矿化法制备SiO2杂化粒子不仅在环境条件下可进行,而且能够精确控制其纳米尺度的形态及分级有序结构。目前对材料科学家来讲,要使人工合成SiO2/聚合物杂化粒子实现像自然生物硅那样优异的性能,仍然是很大的挑战。     

疏水高分子介导可动芯SiO2杂化纳米粒子的仿生合成

在疏水高分子胶体模板——含氟丙烯酸酯(FA)共聚物乳胶粒中引入能够介导SiO2原位沉积的聚胺催化活性点-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC),以四甲氧基硅烷(TMOS)为硅源,在环境条件下可控合成了核壳型FA共聚物/SiO2杂化纳米粒子.高温煅烧除去聚合物核质,可得到中空的SiO2纳米粒子,结合FTIR、EDX、TGA以及XPS等表征数据印证了SiO2的沉积主要发生在聚合物模板的表面.进一步考察了反应条件,如聚胺功能单体DMC的浓度、TMOS的浓度以及反应时间对SiO2杂化纳米粒子的形貌与组成的影响.实验结果表明增加DMC或者TMOS的浓度,适当延长反应时间,均可增加SiO2粒子的沉积速率,导致SiO2壳层的厚度增加,并且杂化粒子的形貌由凹陷多褶皱的核壳结构向可动芯结构转变.由于FA共聚物模板的强疏水性,增加有机核层和无机壳层间的不相容排斥,最终导致核壳层间空腔的形成,得到含可动芯的核壳型SiO2杂化粒子.     

溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅微球

在不同醇介质中,以氨水作为催化剂,正硅酸乙酯为硅源,利用溶胶-凝胶法制备了单分散纳米SiO2微球,利用激光粒度仪得到了微球粒径,利用扫描电镜得到了SiO2形貌,用能谱仪进行了元素成分分析。研究表明,随着氨水用量提高,溶液中OH-浓度增大,SiO2微球粒径增大;随着水用量增加,SiO2粒径有所增大,当水量太多时,粒径反而有下降趋势;在不同介质中,随着烃基中碳数和粘度改变,SiO2粒径会呈现不同变化。     

γ辐照引发无皂乳液聚合法一步合成Ag-聚4-乙烯基吡啶杂化微凝胶

无机-聚合物纳米复合材料是将聚合物与一种或多种无机纳米粒子复合而成的一种材料,它同时具有无机纳米粒子和聚合物的优良特性,在许多重要技术领域具有广泛的应用前景.近20年来,无机-聚合物纳米复合材料的制备及应用备受关注[1~6].包括杂化微凝胶在内的纳米复合微球是无机-聚合     

银离子在二氧化硅粒子表面上的成核反应

在含有乙醇的SiO₂溶胶中,Ag⁺不管在碱性、中性或在弱碱、弱酸情况下都能在SiO₂粒子表面上还原成核,形成金属Ag颗粒.研究表明,银的等离子体共振吸收峰的移动是尺寸效应和表面效应共同作用的结果.     

氧化石墨烯在仿生合成中的应用及研究

氧化石墨烯薄片的边缘含有大量的含氧功能团(如羧基等),这些官能团可以有效地与金属离子作用而成为晶体的成核位点,从而使得氧化石墨烯具备模板功能而用于仿生合成。论文综述了氧化石墨烯用作模板剂在仿生合成有机/无机杂化材料方面的应用研究进展,介绍了其基本原理,阐述了不同类型杂化材料的制备方法,并展望了石墨烯基有机/无机杂化材料的发展新趋势。     

温敏性异丙基丙烯酰胺-二氧化硅透明质酸核壳型杂化微凝胶的合成和体积相变行为

通过溶胶-凝胶法,利用硅烷偶联剂(KH550)对纳米SiO2颗粒进行原位改性,使其表面带正电。改性后的SiO2颗粒(MSiO2)通过静电作用吸附带负电的透明质酸(HA)形成核壳颗粒(HA-MSiO2)。进一步在壳层HA链上接枝聚合N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)制得核壳结构温敏性杂化微凝胶(PNIPAM-HA-MSiO2),并用AFM和SEM表征其在云母表面的成膜性能。结果表明:HA-MSiO2核壳颗粒平均粒径约为182 nm,壳层厚度15 nm,其粒径或壳层厚度可以通过改变MSiO2溶液或HA溶液的浓度来调节;温敏性PNIPAM-HA-MSiO2微凝胶的体积相变温度为32°C,与PNIPAM溶液的最低临界溶解温度(LCST)一致,在体积相变温度以下旋涂于云母表面的微凝胶呈现球形颗粒,体积相变温度以上旋涂膜可以转变为致密的膜。     

用于固定抗体的新型温敏性核—壳结构聚合物微球的合成及其初步应用研究

利用无皂乳液聚合和种子聚合的方法合成了一种以聚苯乙烯为核,聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-N-丙烯酸琥珀酰亚胺酯)为壳的单分散的核-壳结构的聚合物微球.用扫描电镜和透射电镜观察了球的形貌特征,发现微球具有清晰的核-壳结构和较好的单分散性,红外光谱显示了在1738cm-1处有酯羰基的特征吸收峰.动态光散射测定发现该聚合物微球具有温敏性,当温度高于聚N-异丙基丙烯酰胺的最低临界溶液温度(LCST)时,球的流体力学直径变小.利用微球壳层所含有的琥珀酰亚胺酯基与伯氨基的高反应活性,将抗体Rabbit IgG化学固定在球的壳层上.由于壳层的聚N-异丙基丙烯酰胺具有温敏性,反应温度不同结合的抗体的量也不同,在0℃和36.5℃,微球对抗体的结合率分别为61.6%和38.6%.     

仿生聚合物的制备及其分子识别作用

本文评述了仿生聚合物的制备及其对分子的识别作用和在分离和生物医用材料方面的应用。     

可溶解的聚氨酯脲微凝胶的合成及其分子尺寸的测定

以聚氧化四亚甲基二醇、4,4′ 二苯甲烷二异氰酸酯和己二胺为原料 ,利用高分子在溶液中基本形态是无规线团的特征 ,设计了一个含有分子内和分子间反应的交联聚合体系 ,由于分子内反应与分子间反应是一对竞争反应 ,使得交联过程得以控制 ,在溶液聚合体系中合成了可溶解的微凝胶 .在分子尺寸测定过程中 ,发现了这种高分子在溶液中非常容易形成分子簇 ,且分子簇的形成与解离处于不平衡之中 ,这可能是交联高分子的一种特殊的溶液行为     

DESIGN AND CONTROL OF SOAP-FREE HYDROPHILIC-HYDROPHOBIC CORE-SHELL LATEX PARTICLES WITH HIGH CARBOXYL CONTENT IN THE CORE OF THE PARTICLES

Soap-free hydrophilic-hydrophobic core-shell latex particles with high carboxyl content in the core of the particles were synthesized via the seeded emulsion polymerization using methyl methacrylate(MMA),butyl acrylate(BA), methacrylic acid(MAA),styrene(St)and ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA)as monomers,and the influences of MMA content used in the core preparation on polymerization,particle size and morphology were investigated by transmission electron microscopy,dynamic light scattering and conductometric titration.The results showed that the seeded emulsion polymerization could be carried out smoothly using "starved monomer feeding process" when MAA content in the core preparation was equal to or less than 24 wt%,and the encapsulating efficiency of the hydrophilic P(MMA-BA-MAAEGDMA) core with the hydrophobic PSt shell decreased with the increase in MAA content.When an interlayer of P(MMAMAA -St)with moderate polarity was inserted between the P(MMA-BA-MAA-EGDMA)core and the PSt shell,well designed soap-free hydrophilic-hydrophobic core-shell latex particles with 24 wt%MAA content in the core preparation were obtained.     

微波辐照下无皂阳离子聚(St-MMA)高分子纳米粒子的制备和表征

讨论了微波辐照下 ,以丙酮 水为分散介质 ,利用阳离子型自由基引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA)引发苯乙烯 (St)和甲基丙烯酸甲酯 (MMA)共聚 ,合成出表面带正电荷的P(St MMA)共聚物纳米粒子 ,考察了丙酮用量、单体和引发剂浓度对纳米粒子粒径、粒径分布和乳液稳定性的影响 .结果表明 ,丙酮 水的体积比由 0增加到 1 2 6∶1时 ,粒子的平均水化半径从 12 2 2 1nm降低到 2 4 6 8nm ,粒径分布变宽 ,乳液抗电解质稳定性逐渐增强 ;增加引发剂和共聚单体MMA的浓度 ,粒子的水化半径逐渐减小 ,粒径分散系数增大 .     

糖化温敏凝胶的制备及其与HepG2细胞相互作用研究

利用自由基聚合法合成了半乳糖糖化温敏凝胶(P(NIPAAm-co-GAC))和壳聚糖糖化温敏凝胶(P(NIPAAm-co-CSA)),对其温度响应性和溶胀性能进行了研究,结果表明,两种糖化温敏凝胶在水中和细胞培养基中均显示较好的温度响应性,以及比聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏凝胶(PNIPAAm)更好的溶胀性能.进一步研究人肝肿瘤细胞(HepG2)在凝胶表面的细胞行为发现,HepG2在P(NIPAAm-co-GAC)、PNIPAAm凝胶表面吸附量及活性较高,表现出良好的生长趋势,而在P(NIPAAm-co-CSA)凝胶表面吸附量和活性很低,其增殖受到抑制;通过降低环境温度,能使培养在P(NIPAAm-co-GAC)和PNIPAAm凝胶表面的HepG2细胞发生自动脱附,避免了酶解法对细胞功能造成的损伤,并且细胞片层比单个细胞表现出更快的脱附速率;研究细胞转载行为表明,通过温度诱导得到的细胞片层,其生物活性远远大于通过酶解法得到的细胞的生物活性.     

微波辐照制备无皂阳离子PMMA胶乳粒子

在微波辐照条件下 ,用偶氮二异丁基脒盐酸盐 (AIBA)引发甲基丙烯酸甲酯的均聚 ,制得窄分散的无皂阳离子胶乳粒子 .讨论了引发剂的浓度、单体的浓度、离子强度等对粒子大小、分散性和乳液稳定性的影响 .对微波辐照和水浴加热进行比较 ,发现微波辐照反应速度快、反应无恒速阶段 ,所得粒子的粒径小 ,粒子数目多 ,这为通过改变反应条件制备适宜的窄分散的胶乳粒子提供了一条途径 .     

苯乙烯基封端反应性等规聚丙烯的催化合成及其在构筑新型拓扑结构聚丙烯高分子中的应用

在具有高度等规定向能力的rac-Me2Si(2-Me-4-Ph-Ind)2ZrCl2/MAO催化体系所催化的丙烯聚合反应中,通过控制聚合条件,实现聚合物链选择性地向对双苯乙烯单体的链转移反应,合成出一种新的苯乙烯基封端的反应性等规聚丙烯.以这种苯乙烯基封端反应性聚丙烯为结构单元,构筑了两种拓扑结构(接枝和星型)的聚丙烯共聚物,一是在CpTiCl3/MAO催化下,与苯乙烯小分子进行配位聚合,合成了以间规聚苯乙烯为主链、等规聚丙烯为侧链的接枝共聚物(sPS-g-iPP);二是选择性地在链端苯乙烯基上进行氯化和取代反应,定量地将叠氮基团引入等规聚丙烯链端,再与多炔基偶合剂进行点击反应,合成了星型等规聚丙烯.     

PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF AFFINITY POLYMER BASIC MICROSPHERES BY SOAP-FREE EMULSION POLYMERIZATION

 Poly(styrene-co-glycidyl methacrylate) latex microspheres with uniform size and high-density epoxy groups on the surface were prepared by soap-free emulsion polymerization with batch wise operation mode in the presence of 2,2-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride as an initiator. The kinetics of soap-free emulsion polymerization and the effects of polymerization factors were examined. In addition, the optimum polymerization conditions of poly(styrene-co-glycidyl methacrylate) latex microspheres for immobilization of biomolecules were obtained.