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树枝状大分子聚酰胺—胺的合成与性能研究

王俊  
【摘要】:树枝状大分子(Dendrimer)是一类新型的功能高分子化合物,它的特点是可以在分子水平进行分子的大小、形状和功能基团的设计。它与传统高分子相比分子中都含有重复的结构单元,但性质却表现出了很大的差异。尽管目前对这类大分子性质的研究还不是很深入,但在药物输送、催化剂、基因治疗及传感器等应用领域已取得了突破性的研究进展,每年有大量相关的研究论文发表在国外高水平的学术刊物上。所以,根据Dendrimer分子结构本身的特点,系统地开展分子结构与性能的研究,致力解决传统领域的实际问题,是一个非常有前途的研究方向。 本论文采用“发散合成法”分别合成了以氨和乙二胺为核心的两类树枝状大分子聚酰胺一胺(PAMAM),采用红外光谱、核磁共振、端基分析等手段对合成产物的结构进行了表征,结果表明所合成的树枝状大分子与理论结构相符;采用表面活性剂的研究方法对这类新型大分子水溶液的特性粘度、表面张力、表面吸附量、临界胶束浓度、HLB值及分子尺寸等物性进行了研究,结果表明,特性粘度与分子的构型有关;表面活性与分子的端基结构有关;HLB值与分子的支化程度有关。此外,还通过表面活性剂的吸附实验证明了分子的大小为纳米级。有关聚酰胺—胺的许多表面性质的研究尚未见到任何报道。 本论文在进行PAMAM基本性质研究的同时,重点研究了这类新型高分子表面活性剂作为原油破乳剂的性能,在室内评价了PAMAM对不同体系的模拟O/W型乳液及现场采出液的破乳性能。研究结果表明,不同核心、不同支化代的端基为胺基的PAMAM虽然几乎没有表面活性,但却均表现出了良好的破乳性能,PAMAM对O/W型乳液的破乳行为与分子的核心、端基和支化代具有密切的关系,为进行这类新型破乳剂的分子设计提供了依据。本论文在开展PAMAM破乳性能的同时,通过测定吸附膜强度和液膜破裂率,研究了PAMAM作为O/W型原油破乳剂的作用机理,为开发一类具有新型化学结构的原油破乳剂奠定了基础,这些研究工作目前在国内外尚未见到任何报道。 本论文根据Dendrimer表面活性剂分子的结构特点,在对系列PAMAM表面活性剂进行增溶性能研究的基础上,重点研究了它们对与药物分子结构相近的有机化合物及典型药物分子的增溶作用,为了增加药物载体的水溶性,还对乙二胺为核的半代产品进行了端基修饰。实验结果表明,Dendrimer分子的水溶性及对药物分子的识别,不但与本身的分子结构有关,还与端基的性质有关。此外,该论文在研究这类高分子的结构与增溶性能关系的基础上,提出了新型高分子对药物分子的增溶机理。


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