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烷基烯丙基琥珀酸酯磺酸钠有序聚集体的形成、聚合及应用

姚志钢  
【摘要】:表面活性剂有序聚集体在生命、医药、能源、材料等领域已得到了广泛的应用,由于表面活性剂有序聚集体是靠分子间的作用力形成的,所形成的结构容易随着外界条件的变化(如浓度、盐离子强度、温度等)而不稳定。因此,提高表面活性剂有序聚集体的稳定性研究已成为热点课题。如果使用可聚合表面活性剂形成有序聚集体,然后用聚合的方法固定它们的结构,这将有效地提高有序聚集体的稳定性。 设计并合成了结构新型的可聚合表面活性剂——烷基烯丙基琥珀酸双酯磺酸钠系列产物,并对其结构进行了确证,对其表面性能进行了测试,为乳液聚合、微乳液聚合的应用以及聚合囊泡等可聚合有序聚集体的构建提供了新的可聚合表面活性剂品种。 以十四烷基烯丙基琥珀酸酯磺酸钠(STASD)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)配制可聚合囊泡,对囊泡聚合前后的稳定性及影响因素进行了研究。得出采用过硫酸铵(APS)作引发剂,在80℃下聚合1.5小时的样品经过~1HNMR判断囊泡中双键的转化率为3.14%,该样品在常温下可稳定存放8个月,而一般囊泡只能存放3周左右,经聚合后的囊泡稳定性大大提高。在国内,首次利用可聚合表面活性剂制备的聚合囊泡用于药物载体研究,聚合囊泡对阿司匹林的包封率比未聚合囊泡高15~20%。50小时检测期内,在模拟肠液中,未聚合囊泡中阿司匹林释放率达79%左右,聚合囊泡释放率仅为29%左右;在模拟胃液中,未聚合囊泡中阿司匹林释放率达56%左右,聚合囊泡释放率仅为23%左右。相比于未聚合囊泡,聚合囊泡对阿司匹林有非常明显的缓释效果。这些研究开创了自发形成聚合囊泡和取代非自发制备脂质体作为药物载体的先河。 采用十二烷基烯丙基琥珀酸酯磺酸钠(SDASD)做乳化剂制备微乳液,并用该体系制备多孔聚合物——高吸油性树脂。利用电导率法确定了微乳液的三种亚结构,同时考察了m(MAA)/m(LMA)和SDASD的质量百分含量对微乳液区域大小的影响。详细探讨了微乳液的双连续区域、单体种类及配比、聚合温度、交联剂用量等工艺因素对合成树脂的吸油率和吸油速率的影响,得出最佳聚合工艺条件,在最优工艺条件下制得的树脂吸油效果为7.9g/g(以汽油计)。可聚合表面活性剂的应用减少了微乳聚合过程中相分离的发生,树脂的孔结构易于调控,为高吸油性树脂的制备提供了一种新的思路。 利用SDASD做乳化剂,采用离子液体代替水制备微乳液并用该体系制备透明多孔聚合物,用电导法确定了单相微乳液区存在[bmim] [BF_4] /丙烯酸酯、双连续相、丙烯酸酯/ [bmim][BF_4]三种亚结构。探讨了微乳液亚结构类型、双连续相中水的加入、聚合产物的后处理方法对聚合物的孔结构和透明性的影响。然后在最佳质量配比下进行最佳工艺条件的探究,得出离子液体微乳液聚合制备丙烯酸酯透明多孔聚合物的最佳工艺条件。可聚合表面活性剂和离子液体的引入减少了微乳聚合中相分离的发生和增加了产物的透明性和多孔性。这些研究使微乳液聚合在保持聚合前的理想结构方面取得了进展,丰富了透明多孔聚合物的制备方法。


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