PSF-g-P(PEGMA)的合成及其共混超滤膜的制备与性能研究

以氯甲基化双酚A型聚砜(PSF-CH2Cl)为大分子引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了以聚砜(PSF)为疏水主链、聚(聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯)[P(PEGMA)]为亲水侧链的梳状两亲性共聚物PSF-g-P(PEGMA).FT-IR和1H-NMR的表征结果证实了两亲性共聚物的生成.将PSF-g-P(PEGMA)与PSF进行共混,通过浸没沉淀法制备了共混超滤膜.研究发现,引入5 wt%的PSF-g-P(PEGMA),共混膜的孔隙率和平均孔径分别从65.9%和0.08μm提高到81.9%和0.18μm;将共混膜于90℃热水中浸泡24 h后,膜表面O/S从14.63提高到17.16;共混膜的亲水性和抗牛血清蛋白(BSA)吸附性能显著提升.     

两亲性共聚物的分子设计与合成及其共混膜性能

从分子结构设计出发,采用自由基聚合、醚化、酯化、原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT)等方法合成了一系列具有不同分子结构(包括接枝、嵌段、交替、超支化等)和链形态(包括直链、梳状、哑铃状、链球状等)的两亲性共聚物,并对这些聚合物进行了谱学表征和性能测试.将这些两亲性共聚物与聚合物膜材料(包括聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚醚砜酮等)进行溶液共混,通过相转化法制备共混膜,在成膜热力学和动力学分析的基础上,对共混膜的结构和性能进行调控.研究发现,两亲性共聚物在成膜过程中自发地向膜表面迁移富集,并进行自组装,在膜表面形成两亲性共聚物包膜,显著改善了聚合物多孔膜的亲水性和抗污染性能.此外,两亲性共聚物中的功能基团还可赋予共混膜某些功能特性,如生物相容性、环境响应性(pH、温度敏感性)、酶活性等.     

三嵌段两亲性聚乳酸共聚物的合成及其PVDF共混膜的制备

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成三嵌段两亲性聚乳酸共聚物聚乙烯吡咯烷酮-聚乳酸-聚乙烯吡咯烷酮(PVP-b-PLA b-PVP),然后将其与聚偏氟乙烯(PVDF)进行其混,制备PVP-b-PLA-b-PVP/PVDF共混膜.结果表明:PVDF膜表面致密,膜断面中指状大孔和海绵状孔同时存在,而共混膜表面多孔,指状大孔贯穿整个断面;与PVDF膜相比,共混膜的孔隙率和孔径增大,水通量提高了158.87％,接触角下降了16.70％,抗污染指标下降了64.7％.     

PH/温度响应的两亲性嵌段共聚物的研究

刺激响应性两亲性嵌段共聚物由于具有多种潜在的用途而引起广泛关注。其中,pH和温度响应的嵌段共聚物被认为是较易获得并对外界环境刺激响应较敏感的一类聚合物。本文综述了利用各种可控/活性聚合方法制备不同结构刺激响应性的两亲性嵌段共聚物研究的最新进展,重点介绍聚（甲基）丙烯酸及其酯类与聚环氧乙烷(PEO)和聚环氧丙烷(PPO)类结构的两亲性嵌段共聚物的合成以及它们在水溶液中对pH值和温度变化的响应性。     

新型抑菌聚砜超滤膜的制备及性能

将辣素功能结构单体N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺(HMBA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)通过自由基引发合成出抑菌型共聚物P(H-co-M), 通过红外吸收光谱和热重分析证实了共聚物的结构. 采用共混法将共聚物引入聚砜(PSF)铸膜液中, 通过浸没沉淀相转化法制备了新型抑菌超滤膜. 考察了P(H-co-M)含量对超滤膜分离性能及抑菌性能的影响. 结果表明, 当P(H-co-M)质量分数为0.5%时, 超滤膜分离性能最佳, 对5 mg/L腐殖酸溶液的稳定水通量为122.2 L/(m2·h), 截留率为84.4%, 与未添加P(H-co-M)的超滤膜相比, 分别提高了19.2%和9.2%. 改性超滤膜具有较强的抑菌性能, 当P(H-co-M)含量为1.0%时, 抑菌率最大(约80.7%).     

温度和pH双重敏感聚氨酯膜材料的制备及其性能

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)等为主要原料,通过两步溶液聚合法和湿法转相技术成功制备了一种对温度和pH具有双重响应功能的聚氨酯膜材料。采用FT-IR、DSC、SEM、水滴角测试仪、电子拉力机以及孔隙率和水通量测试对聚氨酯膜材料的结构和性能进行了表征。研究结果表明:MDEA已经成功嵌入到了聚氨酯分子链中;4种聚氨酯膜都显示了一个相似的结晶熔融峰,分别对应于各自的软段结晶熔融转变;聚氨酯膜截面呈现了皮层、指状大孔层和海绵状层的3层结构;随着易离子化基团(—N(CH3)—)引入量的增加,聚氨酯膜的孔隙率增大,膜表面水接触角减小,力学性能降低;当温度从低温提高到各自的软段结晶熔融温度以上时,聚氨酯膜的水通量明显变大,显示了温度敏感性。当pH从8.5升高到10时,聚氨酯膜的水通量明显变大,显示了pH敏感性。     

多响应性聚肽共混胶束的药物控释性能

合成了聚(L-谷氨酸)-b-聚氧化丙烯-b-聚(L-谷氨酸)(PLGA-b-PPO-b-PLGA)三嵌段聚肽共聚物.通过透射电镜、激光光散射与核磁共振等方法研究了其与聚乙二醇-6-聚氧化丙烯(PEG-b-PPO)两嵌段共聚物共混体系的自组装行为,使用紫外分光光度计探讨了负载阿霉素的共混聚集体在不同环境下的释药行为.结果表明:该体系形成了以PPO为内核,PLGA和PEG为壳的共混胶束,该共混胶束的释药行为不仅具有pH和温度的响应性,并且对共混胶束的组分具有依赖性.     

“点击化学”离子化聚砜对磺化聚醚醚酮/聚砜共混膜性能的影响研究

为制备氢离子/二价金属离子渗透选择性优异的阳离子交换膜，探究功能基团(季铵基团、羧基)含量对膜性能的影响规律，采用“点击化学”反应，在聚砜(PSF)侧链接枝季铵基团和羧基获得离子化PSF，将其与磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混制备阳离子交换膜，分别通过离子化PSF添加量、功能化度和侧链阴阳离子比例调控共混膜中季铵基团含量，探究其对膜性能的影响规律.膜对氢离子和亚铁离子的渗透选择性随着离子化PSF含量和功能化度的增加均呈现先升高后降低的趋势，当离子化PSF的季铵与羧基比例为1:1时，共混膜的渗透选择性最佳.季铵基团与磺酸基形成离子对有利于抑制膜溶胀，通过Donnan排斥和尺寸筛分效应提高阳离子交换膜的渗透选择性；但当季铵基团的含量超过一定值，离子簇的形成导致其在膜内分布不均，膜的渗透选择性有所降低.羧基则通过形成氢键减小膜的氢离子渗透性降低幅度.     

PSF/SPSF高分子合金膜的膜材料对膜性能的影响

介绍了PSF与SPSF共混对合金膜的成膜性能和机械性能的影响 .二者共混改善了PSF的亲水性 ,提高了PSF膜的耐污染性 ,并且合金膜获得比PSF膜高的渗透通量     

熔纺聚氨酯系中空纤维膜的结构与性能

将聚氨酯/聚偏氟乙烯/聚乙二醇(PU/PVDF/PEG)熔融共混纺丝制得中空纤维膜,对纤维膜的微孔结构与性能进行研究,分析影响其水通量衰减的因素。结果表明:所得纤维膜具有界面及非界面微孔结构;随着水通量工作环境的变化,膜孔结构发生相应变化,表现出压力及温度响应性能;而经热处理后,所得膜部分微孔闭合,水通量下降;随测试时间延长,膜结构趋于致密化,水通量衰减。     

一种光学活性三嵌段共聚物的ATRP合成及表征

以溴代聚砜为大分子引发剂,三(2-二甲氨基乙基)胺(Me6TREN)/CuBr为催化体系,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了结构预定且分子量分布窄的光学活性三嵌段共聚物,聚(N-甲基丙烯酰-L-亮氨酸甲酯)-嵌-聚砜-嵌-聚(N-甲基丙烯酰-L-亮氨酸甲酯)(PMALM-b-PSF-b-PMALM).通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、端羟基滴定等方法,研究了所合成的三嵌段共聚物的结构.利用差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)以及圆二色谱(CD)研究了嵌段共聚物的热性能和旋光性能.根据TGA计算出的PMALM链段与PSF链段的重复单元数之比,与1H-NMR计算的结果能较好的吻合.共聚物在聚合过程中旋光度发生了反转,且比单体的旋光度的绝对值显著增加,这可能是由于聚合过程中分子主链感应出了手性的二级结构诱导出手性放大效应引起的.在CH3OH/CCl4混合溶剂中,共聚物比旋光度的绝对值随溶剂极性增大呈线性减小趋势,这一结果与CD一起证实了PMALM链段的无规卷曲结构.     

Preparation of polysulfone‐g‐poly(N‐isopropylacrylamide) graft copolymers through atom transfer radical polymerization and formation of temperature‐responsive nanoparticles

Polysulfone‐g‐poly(N‐isopropylacrylamide) (PSf‐g‐PNIPAAm) graft copolymers were prepared from atom transfer radical polymerization of NIPAAm using chloromethylated PSf as a macro‐initiator. The chain lengths of PNIPAAm of the graft copolymers were controllable with polymerization reaction time. The chemical structures of the graft copolymers were characterized with FTIR, NMR, and elemental analysis and their amphiphilic characteristics were examined and discussed. The PSf‐g‐PNIPAAm graft copolymers and the nanoparticles made from the graft copolymers exhibited repeatable temperature‐responsive properties in heating–cooling cycles. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 46: 4756–4765, 2008     

活性正离子聚合与原子转移自由基聚合转换合成聚β-蒎烯接枝共聚物

通过活性正离子聚合与原子转移自由基聚合(ATRP)转换合成了β-蒎烯与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)的新型接枝共聚物.首先以α-氯代乙苯/TiCl4/Ti(OiPr)4/nBu4NCl体系引发β-蒎烯活性正离子聚合,合成预定分子量大小和窄分子量分布的聚β-蒎烯,然后经N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)定量溴化,得到溴化聚β-蒎烯大分子引发剂(Br/β-蒎烯链节摩尔比为0.5).然后将该大分子引发剂与溴化亚铜(CuBr)/2,2′-联吡啶(bpy)复合,引发MMA、BA、St进行ATRP接枝聚合.接枝反应显示一级动力学特征,且产物的分子量及分子量分布可控,表明上述ATRP接枝聚合反应具有可控聚合特征.接枝产物的结构经1H-NMR分析得到进一步证实.     

丙烯腈-N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物的合成及其对聚丙烯腈分离膜的改性

以巯基乙胺盐酸盐(AESH)为链转移剂、2,2'-偶氮二异丁腈为引发剂,合成了具有端氨基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm);与甲基丙烯酰氯反应,得到可聚合的PNIPAAm大分子单体;进而与丙烯腈共聚,合成了丙烯腈-N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚物(P(AN-g-NIPAAm)).基于浸没沉淀相转化法制备了聚丙烯腈/P(AN-g-NIPAAm)共混膜.红外及核磁分析表明,通过调控AESH的浓度可制备得到不同链长的PNIPAAm大分子单体;用激光光散射进一步测定了共聚物的重均分子量;采用鼓泡接触角及浊度测定考察了共聚物的温敏特性;XPS结果证实PNIPAAm链在膜表面发生富集;纯水压滤实验发现所制备的分离膜40℃(高于PNIPAAm的LCST)时的水通量是25℃(低于PNIPAAm的LCST)时的近2倍,具有较明显的温敏性.     

聚砜-尼龙6嵌段共聚体的合成和鉴定

<正> 聚砜是一类新型热塑性工程塑料,它具有良好的热、电和抗机械性能,但对于化学试剂的抵抗能力较差,易产生环境应力开裂. 尼龙6是一类结晶性的热塑性树脂,具有优异的耐化学试剂能力,它的热扭变温度较低以及对水比较敏感等缺陷导致尼龙材料不能在较高温度下及电器装置的应用中使用.有人曾企图用共混聚砜和尼龙6以改进两者的性能,但实验结果表明无定形的聚     

酸酐化聚砜对聚砜/液晶聚合物共混物的界面增容作用

首先合成了马来酸酐接枝改性聚砜.改性后聚砜材料的表面张力增大,其中的极性分量增加明显,并以此增容聚砜/液晶聚合物(VectraB950)为原位复合体系,研究了增容前后共混物的加工流变行为和界面性能.结果表明,酸酐化聚砜可增强聚砜与液晶聚合物之间的界面作用,引起共混物加工粘度的上升;漫反射FTIR研究表明,增容后共混体系中的特殊相互作用增大;XPS和PLM的研究表明,在熔融加工过程中改性聚砜与液晶聚合物组分之间存在一定的界面化学反应,并生成了接枝共聚物.共混物相容性的提高应归结于相间化学反应与物理作用共同作用的结果.     

Synthesis of poly(isobornyl acrylate) containing copolymers by atom transfer radical polymerization

For the first time, a detailed study of the atom transfer radical polymerization of isobornyl acrylate (iBA) is reported. On the basis of these results, well‐defined PiBA‐containing block copolymers were synthesized, focussing on the preparation of amphiphilic poly(acrylic acid) (PAA) containing block copolymers. The precursor monomers 1‐ethoxyethyl acrylate (EEA) as well as tert‐butyl acrylate have been used to synthesize the PAA‐segments of the PiBA‐b‐PAA block copolymers. Finally, the synthesis of “block‐like” copolymers of PiBA and PEEA via a one‐pot procedure was investigated. By optimizing the copper and ligand concentration, and choosing the appropriate solvent, a controlled polymerization behaviour was obtained in all cases, as evidenced by a detailed kinetic analysis, GPC, NMR, and MALDI‐TOF data. Thermogravimetric analysis confirmed the quantitative transformation of the precursor polymer PEEA to the corresponding PAA‐containing copolymers. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 46: 1649–1661, 2008     

两亲性含糖三嵌段共聚物的合成与自组装研究

以二(2-溴异丁酸)4,4′-联苯酯(BiBBP)为引发剂,采用顺序加料的方法,用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了一系列窄分子量分布的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和6-O-甲基丙烯酰基-1,2;3,4-双-O-亚异丙基-α-D-吡喃半乳糖苷(MAIPGal)的三嵌段共聚物.用GPC和1H-NMR表征了聚合物的相对分子量和链段组成.结果表明,通过改变投料顺序可以合成ABA和BAB型2种三嵌段共聚物,改变投料比和控制单体的转化率可以调控聚合物的链段组成.聚合物脱保护后得到两亲性含糖共聚物.用TEM考察了聚合物在水溶液中的自组装行为,表明具有不同链段组成的共聚物可以形成不同形态的聚集体,含糖段组成高的聚合物易于形成大尺寸的胶团,含糖段组成低的聚合物易于形成结构清晰的囊泡、胶束,其中,含糖段在两边的BAB型共聚物易于形成囊泡,含糖段在中央的ABA型共聚物易于形成胶束.     

Facile tailoring of film morphology and release properties using layer-by-layer assembly of thermoresponsive materials

Layer-by-layer self-assembly was used to prepare thermoresponsive thin films of poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) and poly(acrylic acid) (PAA) based on hydrogen bonding. The temperature of PNIPAAm adsorption was shown to significantly affect both the mass proportion of PNIPAAm in the film and the film surface morphology. When the adsorption was conducted at temperatures close to the lower critical solubility temperature of PNIPAAm, the amount of PNIPAAm in the film increased significantly (from 51 to 59%), and the total film mass increased by 30-40%. The films prepared at 30 degrees C also exhibited a lower surface roughness (1-2 nm) compared with 5-8 nm when prepared at 10 or 21 degrees C. The resulting multilayer films ([PAA/PNIPAAm]10) were capable of being reversibly loaded and unloaded with dye (Rhodamine B) by exposure to solutions at elevated temperatures. The rate of loading and release was shown to depend on both the solution temperature and film preparation temperature, leading to tunable loading/release properties.