双重响应性POSS基嵌段共聚物的合成及其溶液自组装行为的研究

以温度响应性N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和pH响应性丙烯酸(AA)作为功能单体,与甲基丙烯酰氧丙基七异丁基笼形倍半硅氧烷(MAPOSS)通过可逆加成-断裂转移聚合法(reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization,RAFT)共聚,合成具有双重响应性的多面体齐聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)基嵌段共聚物PMAPOSS-b-(PNIPAM-co-PAA);采用动态光散射(dynamic light scattering,DLS)、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱等测试手段研究了POSS基嵌段共聚物的温度与pH响应行为.结果表明:嵌段共聚物胶束在外部环境pH变小时,粒径明显增大,而在较高pH下,胶束粒径保持稳定;当外部环境温度小于低临界溶解温度(lower critical solution temperature,LCST)时,嵌段共聚物胶束粒径较大,当温度升高到LCST及以上时,嵌段共聚物胶束粒径变小;对于包芘共聚物胶束,在酸性条件下芘能较快释放,且释放速度与疏水链段长短有关,而当包芘共聚物胶束所处环境温度高于LCST时也会导致芘的释放.     

嵌段共聚物及其自组装

嵌段共聚物有着非常强大的自组装能力,它组装成的结构给其带来的丰富的性质,成为功能高分子研究设计的首选。本文介绍了嵌段共聚物在学术上和工业上的价值以及在该领域的研究热点。着重指出嵌段共聚物自组装仍然是当今研究的热点问题。     

两亲性三嵌段共聚物的合成及其自组装行为

本研究采用原子转移自由基聚合（ATRP）方法实现聚乙烯醇、丙烯酸叔丁酯、苯乙烯的聚合,合成出两亲性三嵌段PEO-PAA-PS共聚物。考察聚合过程中单体配比、引发剂、催化剂、反应温度等因素对两亲性三嵌段共聚物合成的影响,并得出最优的合成路线。探索两亲性三嵌段共聚物的在水中的自组装行为。考察共聚物结构和组成、共聚物浓度、共溶剂等对两亲性三嵌段共聚物自组装行为的影响。     

基于嵌段共聚物自组装制备Janus纳米粒子的研究进展

 Janus 粒子的两面具有不同的组成或性质,在乳液稳定、药物载体、界面催化及超结构的构筑等方面有着重要应用价值。尤其是基于嵌段共聚物的Janus 纳米粒子,其两面的聚合物链通过共价键相连,结构非常稳定。由于其纳米尺度和柔性及对溶剂、温度、pH 值等外部刺激具有响应性,嵌段共聚物Janus 纳米粒子备受关注。实现嵌段共聚物Janus 纳米粒子形貌和结构可控、组成多样化及批量化制备是该研究的重点和难点。本文综述嵌段共聚物自组装制备Janus 纳米粒子的方法,比较了不同方法的特点及适用范围。     

基于α-环糊精包合作用的光敏性大分子自组装网络

分别制备了α-环糊精(α-CD)和偶氮苯(azo)修饰的聚丙烯酸聚合物α-CD-PAA和azoPAA,用~1H-NMR对产物进行了表征。利用α-CD与azo之间的包合作用,成功制备了光敏性大分子自组装网络。流变学研究发现,该体系在紫外光照射后黏度降低一个数量级,避光处理后黏度又可恢复,这种黏度变化可随着紫外光和避光处理反复可逆地进行。核磁共振和紫外-可见吸收光谱的研究表明,体系中azo分子在紫外光照及避光处理后的顺/反式构型异构是导致azoPAA/α-CD-PAA聚合物网络体系表现出光敏性的主要原因。     

偶氮苯三嵌段共聚物的合成、自组装及响应性研究

利用原子转移自由基聚合的方法合成了新型三嵌段共聚物聚(氧化乙烯)甲基醚-b-聚丙烯酸-b-聚[6-(4-甲氧基偶氮苯-4′-氧基)己基甲基丙烯酸],通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、激光光散射和紫外-可见光光谱研究了该共聚物在水中的自组装行为及其pH值和光响应性。研究发现该共聚物可自组装形成囊泡。在pH值小于3.4时,胶束粒径随着pH值的减小而急剧增大;pH值大于3.4时,粒径无明显变化。在偏振光的照射下,聚集体会随着照射时间的延长而拉长。     

ABC型pH响应含氟三亲性嵌段共聚物的合成与自组装

以甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)、甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)及丙烯酸全氟辛基乙基酯(FA)作为单体,采用可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)及一步酸性水解反应,得到ABC型pH响应含氟三亲性嵌段共聚物PMAA_(30)-b-PEHMA_(51)-b-PFA_6。通过核磁共振氢谱(~1H-NMR)、红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)及氟元素分析法(F-EA)表征了其分子结构,并利用透射电镜(TEM)及动态激光光散射法(DLS)研究了共聚物在二甲基甲酰胺(DMF)/H_2O溶液中的自组装行为。结果表明,随着溶液中水含量的增加,胶束形貌会由棒状变为尺寸较大的树枝状结构;在溶液中加入酸(HCl)或碱(NaOH)后,胶束形貌会由棒状结构转变为具有多隔室核结构或核-壳-冠结构的球形聚集体,胶束尺寸也产生相应的变化。     

星形PLLA-PEG嵌段共聚物的制备

目的采用开环聚合方法合成星型PLLA-PEG共聚物。方法 L-丙交酯与季戊四醇反应合成星型结构PET-PLLA,通过酰化反应制备羧端基PET-PLLA-SA,最后在催化剂作用下合成星型PLLA-PEG多嵌段共聚物,并优化合成工艺条件。结果 1H-NMR,IR和溶胀度分析结果表明,配料物质的量比n(LA)/n(PET)=32,n(PET)/n(PET-PLLA-SA)=4,n(DMAP)/n(PET-PLLA-SA)=0.5,n(DCC)/n(PET-PLLA-SA)=5,反应时间24h,温度为30℃时制备的共聚物的溶胀度最大。结论星型聚乳酸嵌段共聚物(PLLA-PEG)有望作为可生物降解注射水凝胶。     

基于γ-环糊精包合作用的大分子自组装网络及其流变性能调控

将γ-环糊精(γ-CD)和3种不同长度烷基(Cn,n为12,16,18)分别按照一定的接枝率接枝于聚丙烯酸链上,利用环糊精与疏水烷基链之间的包合作用,成功制备了大分子自组装网络,并利用流变学手段对影响高分子网络结构的因素进行了系统研究.结果表明:γ-CD与Cn之间的包合作用主要以1:2的量化模式进行,即1个γ环糊精空腔...     

一维β-FeOOH的制备及其自组装

以FeCl3·6H2O水溶液为前驱体,通过恒温水浴水解、表面活性剂组装和水热法强迫水解两种方法制备出了两种不同形态的β-FeOOH纳米棒自组装聚集体.采用XRD、FTIR和SEM等对产品的结构和形态进行了表征.实验表明:产品为结晶性良好的四方相结构,以一维的纳米棒自组装而成的有序聚集体.并讨论了表面活性剂的浓度和反应温度对纳米粒子组装的影响.     

PDMAEMA-b-PPOSS双嵌段共聚物的合成及其在水相中的自组装行为研究

利用ATRP成功制备了PDMAEMA-b-PPOSS双嵌段共聚物,实现了POSS基团个数由一个到多个的变化。这种变化增加了双亲性分子中疏水段所占的比例,提高了聚合物的聚集能力,聚合物的聚集形态有向短棒状发展的趋势;而PDMAEMA-b-PPOSS依旧能在pH调控下实现单个胶束与复合胶束之间的相互转变。利用PDMAEMA-b-PPOSS在水相中聚集形态之间的可逆转变,成功实现了对芘的可控负载与释放过程。通过对PDMAEMA-b-PPOSS的温度敏感性研究发现,随着温度升高,聚集体尺寸呈现出逐渐减小而后急剧增加的趋势。     

不对称树状聚两性电解质的合成及pH响应性自组装行为

通过发散法、开环聚合以及"点击化学"等方法合成了树状聚两性电解质聚(L-赖氨酸)-聚酰胺-胺-聚(L-谷氨酸)[(PLL)_4-D2-b-D1-(PLGA)_2],其中,D1和D2分别代表第1代和第2代聚酰胺-胺。通过氢核磁共振波谱(~1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对产物的分子结构、相对分子质量及其分布进行了表征;结合电位电导滴定、~1H-NMR、Zeta电位测定、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)等表征方法研究了(PLL)_4-D2-b-D1-(PLGA)_2溶液的pH响应性自组装行为。研究结果表明,(PLL)_4-D2-b-D1-(PLGA)_2具有pH响应性多重胶束化行为,在酸性条件下形成PLL为壳、PLGA为核的聚集体,而在碱性条件下形成PLGA为壳、PLL为核的聚集体,同时伴随着PLGA和PLL链段从无规线团到α-螺旋构象的转变。随着溶液pH的增加,自组装聚集体由球形胶束向棒状胶束再向纺锤形胶束转变,并在高pH下二次自组装形成松叶状分形结构。     

RAFT分散聚合诱导自组装制备PDMAs-PSx嵌段共聚物纳米颗粒

可逆加成-断裂-链转移(reversible addition-fragmentation-chain transfer, RAFT)聚合诱导自组装(polymerization-induced self-assembly, PISA)是制备具有特定形貌嵌段共聚物纳米颗粒的高效手段. 以苯乙烯(styrene, St)为分散聚合的单体, PDMA可逆加成-断裂-链转移(reversible addition-fragmentation-chain transfer,RAFT)聚合诱导自组装(polymerization-induced self-assembly,PISA)是制备具有特定形貌嵌段共聚物纳米颗粒的高效手段.以苯乙烯(styrene,St)为分散聚合的单体,PDMA_(23)和PDMA_(38)为大分子链转移剂(chain transfer agent,CTA),乙醇为溶剂,在70℃下探究了纳米颗粒的形貌随不同聚合度(degree of ploymerizations,DPs)的转变情况.由实验结果可知:以PDMA_(23)为链转移剂,可调控苯乙烯的聚合度,得到球、虫、囊泡、复合囊泡等形貌;以PDMA_(38)为链转移剂,可在较宽的聚合度范围内得到均匀的球形纳米颗粒.     

复杂“星形”表面活性聚合物自组装行为的耗散粒子动力学模拟

表面活性聚合物因其改变溶液表面张力的功能,广泛应用于医疗以及化工领域.在溶液中表面活性聚合物自组装形成胶束形态决定溶液的流变性,影响自组装结构形成的因素是其研究的热点.采用耗散粒子动力学模拟方法,考察了多臂“星形”表面活性聚合物的自组装结构,通过改变表面活性聚合物链的亲疏水性,亲水基团和疏水基团的种类以及表面活性聚合物结构探索了各因素对“星形”表面活性聚合物自组装行为的影响.结果表明：“星形”表面活性聚合物能够自组装形成球形、层状、柱状/管状及囊泡胶束,溶剂条件、疏水链长度及亲疏水基团种类对胶束形态作用显著,囊泡变形规律受次级拓扑结构作用明显.     

聚丙烯酰胺-b-聚苯乙烯的制备及其自组装

通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,制备了大分子RAFT试剂聚丙烯酰胺(PAm-RAFT)和聚丙烯酰胺-b-聚苯乙烯两亲嵌段共聚物(PAm-b-PSt)。分别研究了制备PAm-RAFT和PAm-b-PSt的聚合反应动力学,符合可控自由基聚合特征。利用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱证明了RAFT试剂、PAm-RAFT和PAm-b-PSt的分子结构,利用差示扫描量热法表征了PAm-b-PSt的玻璃化转变温度。采用溶剂诱导法使聚合物自组装,利用透射电镜表征了胶束的形貌与尺寸。研究结果表明:含水量的变化会对共聚物的自组装行为产生影响。     

自组装膜电极上烟酸的电化学行为及其分析应用

报道了烟酸在 2 -巯基苯并噻唑自组装膜修饰金电极 (MBT/SAM/Au)上的电化学行为 ,建立了新的测定烟酸的电分析方法。在 p H1 1 .92 B-R溶液中 ,烟酸在 MBT/SAM/Au上出现了两对氧化还原峰 ,对应的氧化还原峰电位为 Epa,1=-0 .0 40 V、Epa,2 =0 .5 0 9V、Epc,1=-0 .1 87V、Epc,2 =0 .1 66V;Epc,2 处的还原峰电流与烟酸的浓度在 2 .44× 1 0 -2 ～ 2 .44× 1 0 -7mol/L的范围内呈线性 ,检测限达 1 .2 2× 1 0 -7mol/L,方法用于片剂中烟酸含量的测定 ,结果令人满意     

分子链构象转变对聚肽接枝共聚物自组装行为的影响

通过将乙醇加入聚(L-谷氨酸-γ-苯甲酯)(PBLG)-聚乙二醇(PEG)接枝共聚物(PBLG-g-PEG)的有机溶液中制备了聚合物胶束。运用透射电子显微镜(TEM)、粘度法、动态光散射(DLS)、核磁共振(1H-NMR)、红外光谱(IR)等手段研究了PBLG分子链构象转变对PBLG-g-PEG共聚物自组装行为的影响。研究结果表明:聚肽接枝共聚物能够在乙醇中自组装形成胶束,三氟醋酸(TFA)的加入不但改变了共聚物中PBLG链段的分子链构象,提高了形成胶束的临界胶束浓度,而且还改变了聚集态的形貌。     

嵌段共聚物的自组装(一)

分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域有越来越广泛的应用.而嵌段共聚物的自组装更显示了强大的应用前景.它凭借自身独特的物理化学性质,能自组装形成小到几个纳米、大至数微米乃至更大尺寸范围内的、丰富多彩的形态结构.同时,它的自组装形态能在较弱的外场作用下,作出较强的响应,从而能更好地实现其体系自组装行为的调控.