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苯乙烯和马来酸酐共聚物的合成、及其功能化膜与微球的研究

邱广明  
【摘要】:苯乙烯和马来酸酐的共聚物是一类重要共聚物。数十年来,苯乙烯和马来酸酐共聚体系引起了高分子科学家持续而广泛的兴趣。由于苯乙烯和马来酸酐共聚不仅可以产生结构规整的交替共聚物,而且还可以利用常规的或先进的合成和改性技术,对其进行深入的结构和功能的设计,进而促进了SMA基聚合物与其它学科的交叉,使得SMA基的聚合物成为进一步功能化的平台,为传统高分子材料开辟了新的应用领域。过去对于苯乙烯和马来酸酐共聚物的研究多集中于共聚机理和结构表征方面,而关于合成高分子量交替共聚物和功能化研究的报道是比较少的。本论文将围绕超高分子量苯乙烯/马来酸酐共聚物的合成以及功能化展开研究,功能化研究的重点放在膜分离、磁响应性、光敏性和生物活性等方面。首先应用超临界二氧化碳聚合方法合成出超高分子量的苯乙烯/马来酸酐交替共聚物(SMA);然后用SMA共聚物和聚偏氟乙烯(PVDF)共混,制备SMA/PVDF共混物合金膜;同时利用超临界二氧化碳并通过接枝共聚的方法将SMA共聚物链段固载于PVDF微孔膜的表面和孔内,得到SMA基PVDF微孔膜;利用PVDF微孔膜表面的SMA共价固载酶,制备具有酶催化活性的分离膜;通过改进的乳液共聚方法,分别将磁性材料和磁性氧化铁/荧光材料的混合物包埋于SMA共聚物中,得到具有磁响应性和同时具有磁响应性和荧光特性复合微球,再用于酶和肝素分子的固定化,实现SMA共聚物的多功能化。具体的研究方法和结论概括如下: 以偶氮二异丁腈为引发剂,在超临界二氧化碳体系中,进行苯乙烯/马来酸酐的自由基共聚。采用凝胶色谱(GPC)、激光光散射(LLS)测定共聚物的分子量,通过红外光谱、~(13)C-NMR并结合DEPT技术分析表征了共聚物的结构。实验表明,在超临界二氧化碳体系中,苯乙烯与马来酸酐的自由基共聚不仅可以制备单体序列结构严格交替的共聚物,而且分子量也远远高于传统的溶液和本体聚合所得到的结果,可以达到百万以上。共聚物中马来酸酐的顺式构型达到67%以上。分析了超临界二氧化碳对共聚物分子量和空间构型的影响,指出二氧化碳与酸酐基的特异近程相互作用对共聚过程有较大的影响。超高分子量苯乙烯/马来酸酐交替共聚物不仅具有良好的热稳定性,而且其水溶液表现出温度和pH敏感的相分离特征,这一点对于其在生物医学领域的应用具有积极意义。 研究了超高分子量SMA和PVDF的共混相容性。通过浸没沉淀相转化法制备出表


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