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光敏感三元SMA聚合物自组装研究

冯艳  
【摘要】: 本文通过自由基溶液聚合,制备了光敏性双亲聚合物PFM5C-co-P(MA-alt-St)与光敏感双亲性梳状聚合物P(St/CS-alt-MAA8)与P(St/CS-alt-MAA16),用FTIR、GPC、1H-NMR等表征聚合物的结构,并研究了这两类聚合物在溶液中的自组装行为。 以一端为肉桂酸酯基元、中间为聚己内脂长柔性链的甲基丙烯酸酯类大单体FM5C为第三单体,制备了光敏聚合物PFM5C-co-P(MA-alt-St)。该聚合物可在选择性溶剂中形成胶束,先利用肉桂酸酯基元的光照交联作用使胶束内聚合物交联,进而利用羧酸酐基元与2-氨基吡啶的室温胺解反应改变胶束形态。用DLS、TEM、芘探针等技术研究了该聚合物胶束微观形态、粒径与微环境在光照交联后及胺解后的变化。实验结果表明,PFM5C-co-P(MA-alt-St)在选择性溶剂中可自组装成球形胶束,肉桂酸酯光照交联作用使胶束中的聚合物团聚得更加紧密,从而使其粒径更小、疏水区域更加集中;而进一步的室温胺解反应则使聚合物胶束更松散、粒径变大。 利用肉桂酸酯基元的光二聚性质,固定PFM5C-co-P(MA-alt-St)的胶束结构。通过马来酸酐胺解反应在胶束上引入巯基作为链转移剂, AIBN引发下合成了胶束接枝聚合物Micelle-g-PHEMA-co-PSt。研究PFM5C-co-P(MA-alt-St)、Micelle-g-PHEMA-co-PSt的自组装行为,UV与DLS的结果说明胶束接枝双亲性聚合物能够在选择性溶剂中自组装形成胶束,且胶束的粒径大于PFM5C-co-P(MA-alt-St)自组装胶束。 设计合成了含有香豆素基团的苯乙烯类光敏单体CS,并以CS为第三单体,利用自由基溶液聚合制备了光敏感三元双亲聚合物P(St/CS-alt-MA),再利用MA链段中羧酸酐基元与具有长柔性链的辛胺、十六胺的室温胺解反应获得了光敏感双亲性梳状聚合物P(St/CS-alt-MAA8)与P(St/CS-alt-MAA16)。通过香豆素基元的光二聚作用,使梳状聚合物P(St/CS-alt-MAA8)在DMSO中进行光照预交联;非交联与预交联聚合物分别在选择性溶剂中自组装形成胶束;利用羧酸基元与NaOH的离子化作用改变聚合物胶束的亲疏水性质。DLS与芘荧光探针实验表明预交联聚合物胶束较非交联胶束粒径大,负载芘的能力强;离子化作用使聚合物胶束解离重组成粒径更小的胶束,但预交联胶束较非交联胶束小,离子化后胶束疏水微区更加紧密,负载芘的能力也增大。 双亲性梳状聚合物P(St/CS-alt-MAA16)能够在选择性溶剂中自组装形成反相胶束,利用香豆素基元的UV交联使反相胶束结构固定。利用刚果红在极性—非极性溶剂中的吸收负载实验考察光交联对胶束聚集形态的影响,结果表明该梳状聚合物在其良溶剂CHCl3中可以单分子胶束的形式存在,部分交联胶束在氯仿中溶胀时亲水区域比游离状态更为集中,其吸附负载能力最强;完全交联胶束由于过渡的交联的束缚、其亲水区域连续相相对减小,吸附负载能力甚至小于单分子胶束。


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