N-烷基丙烯酰胺温敏聚合物合成研究进展

聚N-烷基丙烯酰胺因表现出温度敏感的特殊性能而成为高分子领域的研究热点,具有非常好的应用潜力。本文评述了线性和聚凝胶化N-烷基丙烯酰胺温敏聚合物的合成研究进展,分别介绍了水溶液自由基聚合合成线性N-烷基丙烯酰胺温敏聚合物的研究进展和化学交联、物理交联、辐射交联聚合凝胶化N-烷基丙烯酰胺温敏聚合物的合成研究进展,并对线性温敏聚合物和凝胶化文敏聚合物合成方法优缺点、单体选择、应用范围进行了讨论。     

相转变温度范围窄的聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏性微凝胶

采用间歇式、半间歇式和连续式无皂乳液聚合(SFEP)法合成温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶。连续式或半间歇式SFEP法合成的PNIPAM微凝胶相转变温度范围明显地比间歇式SFEP法合成的窄,其中又以连续式SFEP法的效果最明显。相同交联剂用量的情况下,连续式SFEP法合成的PNIPAM微凝胶的粒径和溶胀比最大,而间歇式SFEP法合成的最小。通过研究微凝胶合成过程中溶胀比随反应时间的变化关系,证明了连续式或半间歇式SFEP法合成的PNIPAM微凝胶具有比较均匀的内部交联结构。     

多孔聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备与缓释性能

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和聚乙二醇(PEG)为原料,以60Co-γ射线为放射源制备了快速响应聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPA)多孔水凝胶。用红外光谱分析了水凝胶的结构,并测定了水凝胶的溶胀动力学、退溶胀动力学和平衡溶胀率。结果表明,PEG分子仅在聚合交联过程中充当成孔剂,不参与反应,反应后可被除去;水凝胶具有明显的温度敏感性,成孔剂的添加提高了水凝胶的溶胀性能和LCST。选用阿司匹林为模型药物,对水凝胶的药物缓释性能进行了初步研究。     

Mn2+对聚N-异丙基丙烯酰胺的性能影响

合成了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)与Mn2+的配合物,并用荧光光谱、UV-Vis、FTIR、XPS进行了初步表征.说明Mn2+与PNIPAM侧链羰基氧或亚氨基氮原子发生了配位作用.由于Mn2+的发射光谱与PNIPAM激发光谱部分重叠以及Mn2+位于561nm的发射峰在Mn2+-PNIPAM体系发射光谱中消失,说明发生了较好的Forster能量传递.因此,在307 nm紫外区荧光强度比PNIPAM增强了314%,使该配合物表现出较好的抑菌效果,而此时少量Mn2+对其低临界溶解温度(LCST)影响不大.     

交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)/(海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺))半互穿网络水凝胶的制备及其溶胀性能

将线性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)和海藻酸钠(SA)分子同时引入到PNIPAAm凝胶中,制备了交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)/(海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺))半互穿网络(Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)semi-IPN)水凝胶。在弱碱性条件下(pH=7.4),改变SA与线性PNIPAAm的质量比对Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)semi-IPN水凝胶的溶胀度没有太大的影响。在酸性条件下(pH=1.0),其溶胀度随着SA与线性PNIPAAm质量比的减小而增大。由于亲水性SA与线性PNIPAAm的协同作用,Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)semi-IPN水凝胶的消溶胀速率得到很大提高。     

聚N-异丙基丙烯酰胺溶液的粘度的温度依赖关系

用自由基聚合法合成了聚Ｎ 异丙基丙烯酰胺（ＰＮＩＰＡＡＭ）样品，用乌氏粘度计考查了该聚合物的四氢呋喃（ＴＨＦ）溶液和水溶液的粘度与温度的依赖关系．发现ＰＮＩＰＡＡＭ ＴＨＦ体系的特性粘数随温度升高而增大，ＰＮＩＰＡＡＭ Ｈ２Ｏ体系的特性粘数 温度曲线表现出较为复杂的变化规律．并用实验确定的特性粘数对合成样品的分子量进行了表征Ｍｎ＝８４４×１０５ｇ·ｍｏｌ－１．     

快速温度敏感聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)水凝胶的制备及性能研究

于 4 8℃下制备快速温度敏感聚 ( N -异丙基丙烯酰胺 -co-丙烯酰胺 )水凝胶 ,其在室温具有较大的平衡溶胀率 .通过改变丙烯酰胺的含量可以调节水凝胶的较低临界溶解温度     

聚N-异丙基丙烯酰胺/纳米SiO_2复合水凝胶的合成及溶胀性能

通过纳米SiO2的表面功能化,在其表面引入乙烯基功能基团,在H2OTHF的混合溶剂中,超声分散后,交联剂N,N′亚甲基双丙烯酰胺存在时,于25℃下使其与N异丙基丙烯酰胺共聚,制得聚N异丙基丙烯酰胺纳米SiO2复合水凝胶,并用FTIR和SEM对产物进行了表征.研究了凝胶的溶胀动力学,消溶胀动力学和温度敏感性.实验结果表明,纳米SiO2的引入,改善了聚N异丙基丙烯酰胺水凝胶在低温时的溶胀性能和在高温时对水的释放性能,并讨论了引起这些性能改变的原因.     

聚N-异丙基丙烯酰胺/纳米SiO2复合水凝胶的合成及溶胀性能

通过纳米SiO2的表面功能化,在其表面引入乙烯基功能基团,在H2O／THF的混合溶剂中,超声分散后,交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺存在时,于25℃下使其与N-异丙基丙烯酰胺共聚,制得聚N-异丙基丙烯酰胺,纳米SiO2复合水凝胶,并用FT-IR和SEM对产物进行了表征,研究了凝胶的溶胀动力学,消溶胀动力学和温度敏感性,实验结果表明,纳米SiO2的引入,改善了聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶在低温时的溶胀性能和在高温时对水的释放性能,并讨论了引起这些性能改变的原因。     

Effect of Topology on the Properties of Poly(N-isopropylacrylamide) in Water and in Bulk

Three macrocyclic poly(N-isopropylacrylamide)s (PNIPAM) with molecular weight (MW) ranging from 6 to 19 kg/mol were synthesized by ‘click’ ring closure of the corresponding α-azido ω-propargyl telechelic linear PNIPAMs, themselves prepared by reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization of N-isopropylacrylamide. Differential scanning calorimetry (DSC) studies revealed that both the thermal phase separation in water and the glass transition in bulk of PNIPAM were affected by polymer topology. In aqueous solution, the cyclic polymers exhibit a higher phase separation temperature and broader phase transition range than the corresponding linear counterparts. In bulk, the cyclic polymers display a higher glass transition temperature of lesser molecular weight dependence, as compared to their linear precursors.     

主链芳香型刚性链聚醚酮（砜）分子结构与其热性能的研究

通过模型化合物ＡｒＯＡｒＣＯＡｒＡｒＣＯＡｒＯＡｒ（Ａｒ为苯基或１，４－亚苯基）的全优化模型，得到芳环之间的平均二面角为３７．５°，由其结构参数建立了刚性链聚芳醚酮（砜）类均聚物分子结构与其熔点及玻璃化温度的关系式，据此较好地了预测了新品种均聚物的热性能。     

聚电解质凝胶的结构与体积相变

N,N-二甲基丙烯酰胺分别与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或丙烯酸钠经自由基共聚,合成了聚电解质凝胶DS50和DA50,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。比较了DS50与DA50在不同pH值的缓冲溶液和不同组成的水-丙酮混合溶液中的溶胀特性,并观察到两种凝胶在水-丙酮混合溶液中都会发生体积相变,在上述两类溶液中DS50的溶胀比都比DA50大。测定了未溶胀的DS50的动态贮能模量G′和损耗模量G″,发现G′不随应变和角频率变化,讨论了平衡剪切模量Ge与凝胶中分子链密度的关系。同时还发现,将DS50在纯水中溶胀平衡时的有关实验数据代入Flory的凝胶状态方程并不能得到合理的相互作用参数值。     

聚(2,2＇-二氨基苯氧基二硫化物)结构与性能研究

用动电位连续扫描法制备了聚（2,2'-二氨基苯氧基二硫化物）（PDAPO）,通过FT-IR,FT-Raman,XPS等测试技术确证其结构。聚合物产物与其单体的循环伏安实验结果表明,由于PDAPO结构中支链聚苯胺的电催化作用和强供电子键-O-S-S-O-的作用,其氧化还原反应的可逆性优于其它同类的聚有机二硫化物。研究了聚合物的导电性能、热稳定性及表面状态。结果表明,PDAPO是一种新型高电活性的导电聚合物,可用作锂或锂二次电池的正极材料。     

Effect of pH on Poly(acrylic acid) Solution Polymerization

The free-radical redox-initiated aqueous solution polymerization of fully and partially neutralized acrylic acid was carried out at room temperature under full exposure to air. The effect of neutralization degree on the polymerization rate and product properties was studied. Increasing neutralization of the reaction mixture with sodium hydroxide resulted in greater conversion of acrylic acid to sodium acrylate. The rate of polymerization, determined from a gravimetric off-line water removal technique, was shown to decrease significantly with decreasing degree of neutralization. Molecular weight also decreased with decreasing degree of neutralization. The glass transition temperature and hydrophilicity of the polymer product decreased with increasing degree of neutralization. In-line infrared monitoring was also used to monitor the reaction progress and was shown to be an effective tool for this purpose.     

温度敏感聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚(乙烯醇)水凝胶的制备及性能研究

聚 (N -异丙基丙烯酰胺 ) (PNIPA)水凝胶具有温度敏感性 ,其在 33℃左右有一个相转变温度或较低临界溶解温度 (L CST) [1,2 ] .当外界温度低于 LCST时 ,PNIPA水凝胶吸水溶胀 ;而当外界温度高于L CST时 ,PNIPA水凝胶剧烈收缩失水 ,发生相分离 .这种相分离特性应用于药物的控制释放 [3] .固定化酶[4 ] 和循环吸收剂 [5] 等领域 .然而 ,通常的 PNIPA水凝胶是通过化学键交联而成的三维网络聚合物 ,很难发生解体或进行生物降解 ,其在某些特定场合 (如药物的体内释放等 )受到一定限制 .聚乙烯醇 (PVA)的亲水性和生物相容性较好 ,是…     

液晶高分子聚苯撑苯并二噁唑的合成、结构与性能

本文以间苯二酚为原料,合成了缩聚单体4,6-二胺基1,3-间苯二酚盐酸盐。在多聚磷酸介质中与对苯二甲酸经分段升温缩聚得聚苯撑苯并二噁唑(PBZO).用元素分析法,X-光衍射法、X-光平板照相、FTIR和C~(13)-NMR研究了PBZO的结构.测定了PBZO/MSA体系的特性粘数。测定了PBZO的力学性能和热稳定性。结果表明PBZO是继PBZT后又一种新型的高性能液晶高分子材料。     

Kinetics of Coil-to-Globule Transition of Dansyl-Labeled Poly(N-isopropyl-acrylamide) Chains in Aqueous Solution

The coil-to-globule transition of thermally sensitive linear poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) labeled with dansyl group is induced by 1.54 μm laser pulses (width≈10 ns). The dansyl group is used to follow the transition kinetics because its fluorescence intensity is very sensitive to its micro-environment. As the molar ratio of NIPAM monomer to dansyl group increases from 110 to 300, the effect of covalently attached dansyl fluorophores on the transition decreases. In agreement with our previous study in which we used 8-anilino-1-naphthalensulfonic acid ammonium salt free in water as a fluorescent probe, the current study reveals that the transition has two distinct stages with two characteristic times, namely, τ_fast≈0.1 ms, which can be attributed to the nucleation and formation of some "pearls" (lo-cally contracting segments) on the chain, and τ_slow≈0.5 ms, which is related to the merging and coarsening of the "pearls". τ_fast is independent of the PNIPAM chain length over a wide range (M_w=2.8×10⁶-4.2×10⁷ g/mol). On the other hand, τ_slow only slightly increases with the chain length.     

试论高聚物结构与性能关系的三个层次

高分子物理的基本任务之一就是探求高聚物的结构与性能,揭示结构与性能之间的内在联系及其基本规律。高聚物结构与性能的关系应该包含3个层次:通过分子运动联系的分子结构与材料性能关系、通过产品设计联系的凝聚态结构与制品性能关系和通过凝聚态物理知识联系的电子态结构与材料功能关系。传统教材上仅讲授结构与性能关系,有相当的局限性,需要在研究生阶段补充有关凝聚态结构与制品性能关系和电子态结构与材料功能关系的课程。     

Poly(ether tert‐amine): A novel family of multiresponsive polymer

A novel multiresponsive poly(ether tert‐amine) (PEA) was synthesized by nucleophilic addition/ring‐opening reaction of commercial poly(ethylene oxide) (PEO), poly(propylene oxide) (PPO), and di‐epoxy and di‐amine monomer. The process of synthesis was very simple and green in ethanol as reactive media. These PEAs exhibit sharp response to temperature, pH, and ionic strength, with adjustable and sharp phase transitions in the range of 27–100 °C. The lower critical solution temperature (LCST) of PEA's aqueous solution presents a linear relationship to the PEO content (y = 35.7 + x), indicating well‐tunable LCST. The concentration of PEA has no obvious effect on LCST. Therefore, PEA will be potential in applications of drug delivery, separation, and biotechnology. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 47: 1292–1297, 2009