嵌段共聚物微胶束行为的研究Ⅲ．动态激光光散射法研究聚（苯乙烯－异戊二烯）星形嵌段共聚物在选择性溶剂中微胶束的形成过程

采用动态激光光散射研究聚（苯乙烯－异成二烯）（ＰＳ—ＰＩ）星形嵌段共聚物在选择性溶剂二氧六环／甲醇混合体系中微胶束的形成过程。讨论了温度、混合溶剂的组成、星形嵌段共聚物的臂数及组成对微胶束形成的影响。验证了临界接触浓度的存在。并就不同结构的星形嵌段共聚物形成微胶束的形成进行了讨论。     

嵌段共聚物微胶束行为的研究Ⅰ．体积排斥色谱法研究聚（苯乙烯－异成二烯）二嵌段共聚物在选择性溶剂中微胶束的形成过程

采用体积排斥色谱研究聚（苯乙烯－异成二烯）二嵌段共聚物在选择性溶剂－二氧六环／甲醇混合体系中以ＰＩ为核ＰＳ为壳的微胶柬形成过程，以及在正庚烷／乙酸异戊酯混合体系中以ＰＳ为核ＰＩ为壳的微胶束形成过程。讨论了温度、混合溶剂的配比和共聚物分子量对微胶束形成的影响。根据体积排斥色谱图估算了形成微胶束时的表观缔合能和微胶束的表观缔合数．     

两亲嵌段共聚物溶液内胶束形成的温度效应

合成了一系列具有两亲嵌段结构的聚（乙二醇）（PEO）一聚（丙二醇）（PPO）共聚物．利用荧光探针及示差量热法测定了共聚物水溶液的临界胶束形成温度（CMT）值．发现二嵌段共聚物（PEO－PPO）和三嵌段共聚物（PEO－PPO－PEO）有着类似的变化规律，即随共聚物分子中疏水链（PPO）长度的增大，其CMT值降低．但三嵌段共聚（PPO－PEO－PPO）则因疏水链段处于共聚物分子的两端，因而在溶液中有可能形成立体网状交联结构．此外，利用探针分子在不同极性溶剂中荧光峰值波长发生位移的现象可以对形成胶束内核的组织程度、极性大小进行估测．     

荧光探针技术研究共溶剂对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物溶液胶束的形成及内部结构的影响

选择了甲醇、乙醇、正丙醇、乙二醇、乙二胺、乙醇胺及２ 甲氧基乙醇等七种包括单官能团和双官能团共溶剂、与水组成混合溶剂，并利用荧光探针技术研究了共溶剂对环氧乙烷 环氧丙烷 环氧乙烷（ＰＥＯ ＰＰＯ ＰＥＯ）共聚物水溶液胶束形成及其结构的影响，结果表明，一些共溶剂与水和共聚物ＰＰＯ段都具有较好的混溶性，使形成胶束的ＣＭＴ升高，而其它共溶剂的引入则使得形成胶束的ＣＭＴ降低．从共溶剂对所形成胶束的微结构影响看，能与共聚物链有较强作用的双官能团的共溶剂和有较小分子尺寸的共溶剂有利于使形成的胶束具有较紧密的结构，在此条件下，形成胶束的紧密程度决定了胶束内微极性的大小，而与引入共溶剂的极性大小关系不大．     

荧光探针技术研究共溶剂对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物溶液胶束的形成及内部结构的影响

选择了甲醇、乙醇、正丙醇、乙二醇、乙二胺、乙醇胺及２甲氧基乙醇等七种包括单官能团和双官能团共溶剂、与水组成混合溶剂,并利用荧光探针技术研究了共溶剂对环氧乙烷环氧丙烷环氧乙烷（ＰＥＯＰＰＯＰＥＯ）共聚物水溶液胶束形成及其结构的影响,结果表明,一些共溶剂与水和共聚物ＰＰＯ段都具有较好的混溶性,使形成胶束的ＣＭＴ升高,而其它共溶剂的引入则使得形成胶束的ＣＭＴ降低．从共溶剂对所形成胶束的微结构影响看,能与共聚物链有较强作用的双官能团的共溶剂和有较小分子尺寸的共溶剂有利于使形成的胶束具有较紧密的结构,在此条件下,形成胶束的紧密程度决定了胶束内微极性的大小,而与引入共溶剂的极性大小关系不大．     

嵌段共聚物结晶性胶束

近年来嵌段共聚物在选择性溶剂中由结晶驱动形成胶束的自组装过程因其较好的可控性逐渐受到人们的关注.本文首先综述了嵌段共聚物结晶性胶束形貌和尺寸的影响因素,包括溶剂环境、共聚物结构、结晶温度等.然后介绍了结晶性胶束的活性生长以及"嵌段共胶束";最后提出了该研究领域目前存在的问题和今后可能的发展方向.     

球形嵌段共聚物胶束的温度效应

基于标度理论建立了嵌段共聚物溶剂体系的胶束模型，通过Flory-Huggins相互作用参数间接讨论了温度对胶束平衡性质的一般性影响.分析了胶束过渡区聚合物链的状态，通过分段的过渡区密度分布函数，考察了温度对聚集数、过渡区密度分布和胶束内外半径的影响.结果显示,温度升高使过渡区链状态呈现多种分层情况，并导致胶束聚集数的显著增加.但过渡区链状态的变化对过渡区密度的总体影响不显著，胶束的总体半径变化不大，表明过渡区溶剂随温度升高而逐渐“挤出”.理论预测与实验结果较一致.     

荧光探针法研究PEO-PPO嵌段共聚物胶束的特性

利用十六烷基罗丹明B作为主要荧光探针，研究了水溶性嵌段共聚物PluronicF－68在水溶液中的胶束化行为．研究表明：PluronicF－68形成胶束的临界胶束浓度与温度有极大关系，随温度的升高，其CMC值急剧下降，并且温度对胶束的性质也有很大影响，温度升高可导致胶束的微观粘度增大，表现出很强的负粘－温效应，并发现引起这种负粘－温效应的主要原因是PluronicF－68分子中聚环氧乙烷（PEO）链随温度升高亲水性变差引起其收缩所致，而由聚环氧丙烷（PPO）形成的内核的微观粘度随温度的升高略有下降．     

SEP嵌段共聚物胶束化过程的热力学

本文对苯乙烯/氢化异戊二烯(简称SEP)二嵌段共聚物在混合溶剂正辛烷-苯中的胶束化过程作了深入研究, 建立了用小角激光光散射法测定共聚物在有机溶剂中的临界胶束浓度(CMC)的方法.研究结果表明, 嵌段共聚物在有机溶剂中的胶束化过程与小分子的表面活性剂在水中的胶束化过程有着明显的不同, 前者是熵减和放热过程。     

“双亲性”嵌段共聚物胶束形貌调控的研究*

本文综述了“双亲性”嵌段共聚物在选择性溶剂中胶束行为和胶束形貌的主要影响因素,包括溶液温度、选择性溶剂种类、嵌段长度、链段结晶、链段与溶剂间氢键作用以及共聚物浓度对胶束最终形貌产生影响的因素;系统介绍了对嵌段共聚物胶束形貌进行调控的实验方法;在此同时介绍了对环境刺激如温度和pH变化等具有响应性能的“双亲性”嵌段共聚物在选择性溶剂中胶束行为研究的最新进展;最后提出了该研究领域目前存在的问题和今后的可能发展方向。     

温度对Pluronic嵌段共聚物胶束结构的影响

温度对Ｐｌｕｒｏｎｉｃ嵌段共聚物Ｆ１０８、Ｆ６８、Ｐ９４和Ｌ６４胶束结构影响的研究结果表明,随着温度上升,胶束外壳ＰＥＯ链的水化度急剧减小,胶束趋于形成聚集更为密实、尺寸较均匀的球形结构。在较高温度时,胶束内核基本上以ＰＰＯ链为主构成。     

PS-b-PEO-b-PS三嵌段共聚物在选择性溶剂中的胶束化

应用原子转移自由基聚合,制备了一组窄分布的PS-b-PEO-b-PS三嵌段共聚物。用^1HNMR和TEM表征了它们在选择性溶剂中的胶束化行为。^1HNMR结果表明,共聚物苯环上的质子峰出现在良溶剂(CHCl~3)中,而在选择性溶剂水中消失,证明上述三嵌段共聚物在选择性溶剂水中可逆自组装成以PS为核、PEO为壳的胶束。通过TEM考察了胶束的形状及大小,发现体系胶束尺寸呈多分散、粒径大,对形成的原因也提出了可能的解释。     

聚L-丙氨酸-聚乙二醇嵌段共聚物的胶束化行为研究

以氨基聚乙二醇单甲醚(MPEG-NH₂)为大分子引发剂, 采用开环聚合方法合成了聚L-丙氨酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PAME), 并对其结构进行了表征; 用圆二色谱(CD)研究了嵌段共聚物在水溶液中的二级结构, 用芘荧光探针技术研究了共聚物胶束的形成及其临界胶束浓度(CMC), 利用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)研究了胶束的粒径分布和形态. 结果表明, 在水溶液中共聚物链以α-螺旋构象形式存在, 在一定条件下嵌段共聚物能够形成球形的稳定胶束, PAME-1形成胶束的CMC为1.99×10^-5 mol/L, CMC值受共聚物中聚L-丙氨酸(PLA)链段含量的影响.     

多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)_n的胶束化行为研究

研究了一系列具有不同链段长度和组成的聚4-乙烯基吡啶-聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)n在其选择性溶剂甲苯和pH<3的水中的胶束化过程,主要研究了多嵌段共聚物链段长度、溶液浓度和溶剂对其胶束形态的影响.透射电镜和原子力显微镜结果表明随着P4VP段链的相对增长,多嵌段共聚物在甲苯中的胶束形态由蠕虫链状向短棒状到球状胶束变化,而其在pH<3的水溶液中均形成球形胶束.由于特殊的链结构,聚合物的浓度对(P4VP-b-PS-b-P4VP)n多嵌段共聚物的胶束行为和胶束形态有着重要的影响.同时,(P4VP-b-PS-b-P4VP)n多嵌段共聚物分子量分布的多分散性对其在选择性溶剂中的胶束形态也有所影响.     

两亲性嵌段共聚物PS-b-PMAA的合成与胶束化行为研究

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)得到了分子量可控、分子量分布接近1.1的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸叔丁酯(PS-b-PtBMA)嵌段共聚物, 进而在酸性条件下由水解反应得到了两亲性的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸 (PS-b-PMAA)嵌段共聚物．用GPC, FTIR和¹H-NMR等对产物的分子量和组成进行了表征．使PS-b-PMAA在选择性溶剂中进行自组装, 通过激光光散射和透射电子显微镜研究了影响其胶束化行为的因素与胶束形态, 并初步探讨了胶束形成的机理, 发现通过控制嵌段共聚物的链段长度之比可得到空心球形的高分子胶束．     

聚苯乙烯-丙烯酸嵌段共聚物在不同pH值和Ca2+浓度下的胶束行为

近年来, 对具有纳米尺寸的聚合物自组装结构的研究日益增多. 其中, 嵌段共聚物在选择性溶剂中的胶束行为研究得最为广泛和深入[1~5]. 纳米胶束表现出诸多常规尺寸材料所不具备的特殊性能, 在材料化学、生物医学以及环境科学等领域有广阔的应用前景. Webber等[6]对聚丙烯酸和聚苯乙烯接枝共聚物的研究发现, 聚合物的接枝率和聚合物浓度以及溶液离子强度对胶束结构有影响; Eisenberg等[1,7]对不同嵌段比例的苯乙烯-丙烯酸嵌段共聚物的自组装行为进行研究发现, 不同嵌段比例所对应的胶束结构不同. 胶束形成的环境对胶束的形成与稳定性的影响是人们研究的重点. 本文报道了聚苯乙烯-丙烯酸嵌段共聚物在水中的胶束行为, 着重讨论了溶液pH值和钙离子浓度对聚丙烯酸链段相互作用的影响.     

环形嵌段共聚物的胶束化行为模拟

利用Monte Carlo模拟, 对比了相同组成下环形二嵌段共聚物AB和线形三嵌段共聚物ABA在选择性溶剂中的胶束化行为. 结果发现, 相同链组成的环形和线形嵌段共聚物的临界胶束浓度(cmc)的差别与A嵌段的比例(f_A)及B嵌段间的吸引强度(ε)密切相关. 在f_A较小、 ε较大的情况下, 相应环形嵌段共聚物的cmc值更小; 而在f_A较大、 ε较小的情况下, 线形嵌段共聚物的cmc值更小. 为了进一步理解胶束化行为同f_A及ε的关系, 计算了胶束化过程中熵和势能部分对自由能的贡献. 结果表明, 在所研究的f_A和ε范围内, 环形嵌段共聚物形成胶束时的熵损失更小, 因而从熵贡献角度来看, 环形嵌段共聚物更易发生胶束化. 而从势能贡献角度来看, 当f_A较小、 ε较大时, 环形嵌段共聚物形成胶束时势能有较大程度的降低, 对自由能的贡献更大, 因而此时环形嵌段共聚物更易发生胶束化. 而当f_A较大、 ε较小时, 线形嵌段共聚物形成胶束时势能有较大程度的降低, 对自由能的贡献更大, 因而此时线形嵌段共聚物更易发生胶束化. 由此可见, 对体系的胶束化自由能进行系统分析, 有助于更好地理解环形和线形嵌段共聚物的胶束化行为.     

荧光探针法研究PEO-PPO嵌段共聚物胶束的特性

利用十六烷基罗丹明Ｂ作为主要荧光探针，研究了水溶性嵌段共聚物Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－６８在水溶液中的胶束化行为，研究表明，Ｐｌｕｒｏｎｉｃ－Ｆ－６８形成胶束的监界胶束浓度与温度有极大关系，随温度的升高，其ＣＭＣ值急剧下降，并且温度对胶束的性质也有很大，影响温度升高可导致胶束的微观粘度增大，表现出很强的负粘－温效应，并发现引起这种负粘－温效应的主要原因是Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－６８分子中聚环氧乙烷（ＰＥ     

两亲嵌段共聚物胶束用作医用材料

两亲嵌段共聚物可以在水溶液中自组装形成亲水性链段为外壳、疏水性链段为内核的胶束,这种胶束能够用作药物载体而引起人们极大的关注。本文综述了两亲嵌段共聚物胶束用作医用材料的研究进展,主要内容包括医用两亲嵌段共聚物的种类,胶束化,以及用作诊断试剂载体、药物缓释载体、靶向载体等。两亲嵌段共聚物胶束用作磁共振造影剂载体有利于肿瘤的诊断,用作药物缓释载体可以有效增溶难溶性抗肿瘤药物,延长药物在体内的血液循环时间。此外,通过对胶束表面进行修饰或者施加外场,还可以实现靶向功能。因此,两亲嵌段共聚物胶束在医用材料领域有着广阔的发展前景。     

聚L-丙氨酸-聚乙二醇嵌段共聚物纳米胶束的研究

分别以氨基聚乙二醇和氨基聚乙二醇单甲醚为大分子引发剂,采用开环聚合的方法合成了两亲性聚L-丙氨酸-聚乙二醇(PAE)和聚L-丙氨酸-聚乙二醇单甲醚(PAME)两种嵌段共聚物,其结构经1H NMR,IR,DSC,GPC等表征;利用园二色技术研究了其在水溶液中的二级结构,用芘荧光探针技术研究了其胶束的形成及其临界胶束浓度(CMC),利用透射电镜研究了胶束的形态。结果表明,在水溶液中共聚物链以α-螺旋构象形式存在,在一定条件下嵌段共聚物PAE-1,PAE-2,PAME-1和PAME-2能够形成球形的稳定胶束,PAE-1形成胶束的CMC为3.36×10-5mol.L-1,CMC值受嵌段类型和共聚物中聚L-丙氨酸链段含量的影响。