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溶剂调控两亲性嵌段共聚物胶束的链间或链内配位模式

高焕  
【摘要】: 聚合物金属纳米杂化材料在催化反应、信息存储、生物传感和药物释放等领域显现出常规材料不可比拟的优越性。由于分子结构的可调控性,基于聚合物配位胶束的聚合物金属纳米杂化材料极具发展潜力。大自然为我们展示了众多基于大分子配位的超分子构筑范例。本论文利用可见光活化室温RAFT聚合,精确合成了侧基含水杨醛亚胺衍生的两亲性聚[N-(6-(3,5-二叔丁基-2-羟基水杨醛亚胺)六亚甲基)甲基丙烯酰胺-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯(PDBHHMA-b-PHEMA)嵌段共聚物,并构筑了以PDBHHMA为核的胶束和以PDBHHMA为壳的反胶束。模仿基于大分子配位的生物锌蛋白的超分子构筑特征,探讨了聚合物胶束及其反胶束与金属钴离子的配位动力学及其配位模式。 研究结果表明,该两亲性嵌段共聚物在甲醇中形成了以PDBHHMA为核的胶束,在二氯甲烷中形成了以PDBHHMA为壳的反胶束。聚合物胶束与钴离子的配位过程表观动力学研究表明,由于胶束核中的DBHHMA单元接近于本体浓度的聚集,构筑了一个致密的核,所以胶束核的配位过程要明显慢于胶束壳的配位过程。通过溶剂组分DMF的微调,可以明显的加快胶束核的配位过程。DLS跟踪研究结果表明,胶束核与钴离子配位使胶束核变得更加致密,但是钴离子配位对胶束的粒径影响不大。然而,反胶束壳的PDBHHMA嵌段与钴离子配位对胶束的光散射强度和粒径都影响不大。GPC和DLS研究结果表明,胶束核中的DBHHMA单元接近于本体浓度的聚集,构筑了一个致密的核,钴离子渗透进入核内,可进行有效的链间配位,使PDBHHMA发生交联,从而使胶束稳定化。而反胶束壳中的DBHHMA单元被充分的溶剂化,使其配位模式主要以链内为主,在良溶剂中能够均匀分散。 本论文通过溶液介质的微调,从而调控聚合物胶束的链内或链间配位模式,这种可溶剂介质调控配位模式的聚合物配位胶束的为生物传感、纳米催化、生物医药等功能化胶束奠定了基础。


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