基于纤维素的分子刷的制备、复配及性能的研究

【摘要】：纤维素来源广泛，是自然界储量最为丰富的天然多糖类生物大分子，纤维素及其衍生物具有良好的生物可降解性；且与大多数生物体内的组织、细胞等生物相容性良好，是一种有待大力开发的廉价的生物大分子资源。 本论文具体研究内容如下： (1)以乙基纤维素为原料，采用ROP和ATRP两种活性/可控接枝方法，合成两种梳型接枝聚合物，它们分别为温度和pH双敏感的乙基纤维素-g-聚己内酯-g-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(EC-g-PCL-PDMAEMA)、pH敏感的乙基纤维素-g-聚丙烯酸(EC-g-PAA)。通过FT-IR、~1H NMR表征其结构。 (2)采用表面张力、动态光散射和透射电镜研究了EC-g-PAANa的自组装行为，同时还研究了其pH敏感性。结果表明，EC-g-PAANa在低浓度时并不发生缔结，表面张力迅速下降，浓度为0.2~0.5wt%时，发生分子内缔结，为松散的树枝状结构，表面张力为一平台，浓度大于0.5wt%时，发生分子间缔结，为紧密的树枝状结构，表面张力继续下降；降低EC-g-PAANa母液(pH=2.96)的pH，核-壳结构胶束的粒径变小，继续降低pH值，溶液出现混浊甚至产生沉淀，提高EC-g-PAANa母液(pH=2.96)的pH，胶束粒径先增大后降低，出现一个平台后继续下降；静态流变数据表明，在0.005~2.0wt%浓度范围内，其溶液均为稀溶液，体现了牛顿流体的特性。 (3)通过表面张力、动态光散射和透射电镜研究了梳型聚合物EC-g-PAANa和阳离子表面活性剂C12TAB复配体系的性能。结果表明，EC-g-PAANa-C12TAB复配体系的临界缔结浓度为0.8mM，当表面活性剂浓度低于临界缔结浓度时，聚合物链上的静电排斥作用受到表面活性剂离子头基的屏蔽作用，从而使聚合物链收缩；达到临界缔结浓度时，表面活性剂以胶束的形式缔结到聚合物链上形成复合胶束，导致复配体系粒径增大；继续增加表面活性剂时，复合胶束的结构从薄片状重排为球状，故流体力学半径又降低。此过程中复配体系溶液由透明变为不透明，最后形成凝胶。透射电镜照片所得结果和动态光散射一致。