温度/pH敏感性嵌段共聚物P(HEMA-co-DEAEMA)-b-PDEAM-b-P(DEAEMA-co-HEMA)的合成与性质研究

利用原子转移自由基聚合方法(ATRP)合成了组成递变的嵌段共聚物P(HEMA-co-DEAEMA)-b-PDEAM-b- P(DEAEMA-co-HEMA). 用FTIR, ¹H NMR和GPC技术表征了聚合物的组成、结构、分子量及其分布. 通过透光率测定、粘度、激光粒度分析和透射电镜研究了共聚物组成、温度及溶液pH对其溶液相行为和胶束化作用的影响. 结果表明: 所合成的嵌段共聚物具有温度和pH敏感性, 共聚物水溶液的低临界溶解温度(LCST)随HEMA量的增加而降低, 临界相变pH随HEMA量的增加而降低, 温度和pH诱导均可实现嵌段共聚物的胶束化. 控制HEMA量可以调控嵌段共聚物的LCST和pK_a.     

无规共聚物P(MEO2MA-co-OEGMA)的合成及其在水溶液中温度诱导相转变行为

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,由单体2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯(MEO₂MA)和寡聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(OEGMA, M_n = 500 g·mol^-1)合成了无规共聚物P(MEO₂MA-co-OEGMA).并采用动态光散射(DLS)、紫外光谱及透射电子显微镜(TEM)等技术考察聚合物在水溶液中的温度响应性聚集行为,获得其在水溶液中的最低临界溶解温度(LCST)及其随组成的变化规律.结果表明,该聚合物具有良好且可逆的温度响应行为,这主要归因于聚合物与水分子之间氢键作用,及其分子本身疏水作用之间为了保持一种微妙的动态平衡而自发对聚集形态进行的“自我调整”,从而达到新的热力学平衡状态的结果.该聚合物的LCST与聚合物中单体OEGMA所占的摩尔比例呈线性关系,可以通过改变单体的摩尔配比实现对聚合物LCST的调控.     

不同嵌段比的PEG-b-PDMAEMA共聚物在水溶液中的自聚集行为

采用氢核磁共振(¹H-NMR)、动态光散射(DLS)及透射电子显微镜(TEM)对聚乙二醇-嵌段-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PEG-b-PDMAEMA)三种具有不同PEG/PDMAEMA嵌段比的PEG-b-PDMAEMA共聚物在水溶液中的自聚集行为进行了研究. 研究表明, 两嵌段比例是影响聚合物胶束化过程的关键因素: 只有当其中聚乙二醇含量较低(质量分数低于33%)时, 聚合物才具有其pH/温度敏感胶束化特性. 此外, 共聚物溶液随温度胶束化过程与共聚物嵌段比大小密切相关. PEG-b-PDMAEMA这种不同于传统双亲性嵌段共聚物(DHBCs)在选择性溶剂中独特的胶束化行为, 是由聚合物溶液体系中各种基团之间的氢键作用决定的.     

多重响应性超支化星形聚合物的合成与组装以及控制释放研究

含二硫键的自引发单体与2-(2-甲氧基乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯(MEO₂MA)进行自缩合乙烯基共聚合得到超支化PMEO₂MA(H-PMEO₂MA). 以它作大分子引发剂, 引发二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)进行原子转移自由基聚合, 合成了具有温度、pH以及氧化还原多重响应性的超支化星形聚合物H-PMEO₂MA-star-PDMAEMA. 证明了H-PMEO₂MA有低临界溶液温度(LCST); 研究了PDMAEMA 链段的长度和溶液的pH值对超支化星形聚合物的LCST的影响. 当H-PMEO₂MA-star-PDMAEMA水溶液温度从2 ℃升高至室温, H-PMEO₂MA变成疏水性而发生聚集, 形成以H-PMEO₂MA为核, PDMAEMA为壳的胶束. 在胶束形成过程中, 将尼罗红装载到这种聚合物胶束中, 形成释药系统, 研究了pH、氧化还原响应性释药性能.     

含疏水链节的聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温敏性

采用溶液聚合法合成了一系列N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯的无规共聚物,用浊度观测法和光散射法测定了不同共聚物水溶液的温敏相转变行为.结果表明:所得共聚物的低临界溶解温度(LCST)均低于均聚物PNIPAM的,酯类单体的结构和含量对共聚物的LCST有显著影响,其中酯基上的烷基对共聚物LCST的影响能力大于丙烯酸酯α位上的烷基,前者对增大共聚物的疏水性有更大贡献.通过NIPAM与特定丙烯酸酯单体进行无规共聚可以合成转变温度低于PNIPAM均聚物且具有预设LCST数值的水溶性温敏聚合物.     

丙烯酰胺多面体低聚倍半硅氧烷在超临界CO2中的RAFT聚合

以超临界CO₂为聚合介质, 硫代苯甲酰基特丁基硫酯(TTBT)为链转移剂, 通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合制备了聚丙烯酰胺多面体低聚倍半硅氧烷(PAMPOSS)均聚物及其与甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的嵌段共聚物(PAMPOSS-b-PMMA). 对产物结构组成和分子量及其分布进行表征. 结果表明, 在TTBT的控制下, POSS的均聚物和嵌段共聚物具有高分子量及窄分子量分布. 含POSS单体在超临界CO₂中为均相聚合, POSS聚合物的结晶性在一定程度上影响其在超临界CO₂中溶解性.     

表面张力法研究温敏性接枝共聚物的微胶束化行为

用表面张力法研究了以水溶性可生物降解的葡聚糖为主链 ,具有温敏相变特性的聚 (N 异丙基丙烯酰胺 )为接枝链的葡聚糖 接枝 聚 (N 异丙基丙烯酰胺 ) (Dextran g PNIPAM)共聚物在水溶液中的胶束化行为 .研究结果表明Dextran g PNIPAM体系的微胶束化行为与共聚物结构和溶液体系的温度密切相关 ,接枝共聚物中PNIPAM含量越大 ,水溶液体系的温度越高 ,形成胶束的临界胶束浓度 (CMC)越小 .特别值得指出的是 ,无论水溶液的温度是否高于PNIPAM接枝链段的相变温度 (LCST) ,即PNIPAM链段由亲水性转变为疏水性的温度 ,Dextran g PNIPAM均呈现一个临界胶束浓度大 ,对该现象给予了解释 .     

二氧化碳与环氧化物的三元共聚反应动力学过程控制

二氧化碳共聚物的分子结构调控有助于改善其物化性能,尤其是对深受低玻璃化温度困扰的二氧化碳(CO₂)-环氧丙烷(PO)共聚物(PPC).引入氧化环己烯(CHO)为第三单体进行三元共聚是提高PPC耐温性能的重要途径,但是三元共聚反应过程复杂,其动力学研究还处于探索阶段.本文以均相的卟啉铝配合物为催化剂,利用Fineman-Ross方程和在线红外光谱研究CO₂/PO/CHO的三元共聚反应.实验发现较低共聚温度(60～70℃)下PO与CHO的单体竞聚率均小于1,因此通过调整单体投料比即可制备出无规共聚物,进而调整三元共聚物的热力学性能.当共聚温度高于70℃时,CHO竞聚率大幅提高,更容易生成嵌段共聚物.在线红外反应动力学研究表明,此催化体系70℃即使在极低黏度下依然可以快速引发聚合反应,但聚合温度提高后,环状碳酸酯生成量会大幅提升,可明显观察到聚合物的解拉链反应.     

侧链含偶氮吡啶的N-异丙基丙烯酰胺共聚物的制备及其多重响应性

经重氮偶合等步骤制备了新型偶氮吡啶单体—甲基丙烯酸-4-(4-吡啶基偶氮)苯酯(PAZO).PAZO、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(EGMA)无规共聚得到多重响应三元共聚物P(NIPAM-co-PAZO-co-EGMA).采用凝胶渗透色谱和核磁共振氢谱对聚合物结构进行表征,经紫外光谱对聚合物进行研究,发现聚合物有良好的光致顺反异构.偶氮吡啶在酸性条件下,紫外光照反式吸收峰稳定存在,吸收峰衰弱被抑制;碱性条件下,紫外光照反式吸收峰衰弱明显,顺式吸收峰得到增强并且稳定存在.聚合物最低相转变温度(LCST)为49°C,经紫外光照LCST下降2°C,变为47°C,这是由于紫外光照改变了偶氮吡啶的顺反异构使得聚合物的尺寸增大,导致PNIPAM链段对温度更灵敏更易聚集,LCST下降.聚合物溶液通入CO_2后,LCST变为62°C,升高了13°C.向溶液中通入氩气排除CO_2,溶液的LCST再次变为49°C.交替通入CO_2和氩气,溶液LCST具有可逆性.表明该聚合物具有温度、光、pH以及气体响应性.     

温度敏感性PNIPAM-b-PZLL-b-mPEG三嵌段共聚物的合成与自组装研究

通过大分子引发剂引发ε-苄氧羰基-L-赖氨酸-N-羧酸酐(Lys-NCA)开环聚合和大分子缩合的方法合成了聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)-b-聚乙二醇单甲醚三嵌段共聚物(PNIPAM-b-PZLL-b-mPEG).用GPC和1H-NMR对其结构进行了表征.用芘荧光探针法证明了该三嵌段聚合物形成胶束的性质并测定了临界胶束浓度(CMC).动态光散射(DLS)研究表明,在固定PNIPAM-b-PZLL链段长度的情况下,mPEG分子量为2000时,胶束在温度高于临界溶解温度(LCST)时发生聚集,mPEG分子量为5000时,胶束在LCST以上没有发生聚集.