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端基修饰对PNIPAM相转变温度的影响

作　者: 刘峥
导　师: 黎华明
学　校: 湘潭大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 温度响应型聚合物聚合物修饰 RAFT聚合 Click反应
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)是一种典型的具有低临界溶解温度(LCST)的温度响应型聚合物,其相转变温度在32℃附近,与人的体温十分接近,因此,在生物技术和医药领域得到了广泛的应用。对PNIPAM的化学修饰能够调控其环境响应性,在可控缓释、药物载体等应用领域充分发挥其优势。本论文通过RAFT聚合制得系列不同分子量的含双炔端基的PNIPAM,随后采用Click反应进行聚合物端基修饰,合成出系列结构规整且含双端基的PNIPAM,并系统研究双端基对PNIPAM相转变温度的影响。以链转移剂EMP及3,5-二(炔丙氧基)苯甲酸为原料,采用Steglich酯化反应合成了含双炔基的链转移剂EMPBA,通过FTIR、1HNMR和13C NMR进行表征。然后,以EMPBA为链转移剂,通过RAFT聚合反应合成双炔端基的PNIPAM,并研究了聚合的动力学特征,通过GPC、FTIR、1H NMR和MALDI-TOF MS对聚合物进行了表征。研究发现,EMPBA调控的RAFT聚合反应具有良好的可控特征。采用Click反应对双炔端基的PNIPAM进行修饰,合成出含不同双端基且分子量均一的PNIPAM,包括苯基、正辛基、胺基和羟基,并采用FTIR, GPC, NMR, MALDI-TOF MS对反应产物进行了表征,结果表明成功合成了具有不同双端基的PNIPAM,聚合物在Click反应过程中结构稳定。随后,采用DLS系统研究了双端基修饰对PNIPAM相转变温度的影响。研究发现,聚合物在较低分子量范围内(分子量低于50000g/mol)的LCST随端基亲疏水性不同而改变；亲水的胺基和羟基使PNIPAM的LCST有明显的升高；疏水性的正辛基和苯基则降低了PNIPAM的LCST。此外,我们还研究了分子量对PNIPAM相转变温度的影响。结果表明双炔端基PNIPAM的LCST随分子量的减小而降低,聚合物分子量越大,端基对其LCST的影响越小,其LCST越接近常规热聚合产物的32℃。同时,不同分子量双正辛基修饰的PNIPAM的温度响应性也证明了这个结论。通过与文献中结构相近的单端基聚合物LCST的对比,还证明双端基修饰对PNIPAM温度响应性的影响更大。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章文献综述  10-28
  1.1. 引言  10-11
  1.2. 智能聚合物  11-15
    1.2.1. 智能聚合物及应用  11-13
    1.2.2. 智能聚合物的RAFT合成  13
    1.2.3. 温度响应型聚合物  13-15
  1.3. PNIPAM的合成及温度响应性研究进展  15-20
    1.3.1. 通过RAFT聚合反应合成PNIPAM  15-16
    1.3.2. PNIPAM温度响应性研究进展  16-17
    1.3.3. Click反应在聚合物修饰中的应用  17-18
    1.3.4. 端基对温度响应型聚合物相转变温度的影响  18-20
  1.4. 本论文研究的目的、内容和意义  20-21
  参考文献  21-28
第2章双炔基链转移剂合成及其调控NIPAM的RAFT聚合  28-41
  2.1. 前言  28
  2.2. 实验部分  28-29
    2.2.1. EMP-OH的合成  28
    2.2.2. 3,5-二(炔丙氧基)苯甲酸的合成  28-29
    2.2.3. EMPBA的合成  29
    2.2.4. RAFT方法合成聚合物  29
  2.3. 结果与讨论  29-39
    2.3.1. 链转移剂EMPBA的合成与表征  29-34
    2.3.2. RAFT聚合反应动力学研究  34-39
    2.3.3. 扩链反应研究  39
  2.4. 小结  39-40
  参考文献  40-41
第3章端基修饰对双炔端基PNIPAM相转变温度的影响  41-55
  3.1. 前言  41-42
  3.2. 实验部分  42
    3.2.1. Click反应  42
  3.3. 结果与讨论  42-53
    3.3.1. PNIPAM端基修饰与表征  42-46
    3.3.2. 双端基对PNIPAM相转变温度影响  46-53
  3.4. 小结  53
  参考文献  53-55
总结与展望  55-56
致谢  56-57
攻读硕士学位期间发表论文情况  57-58
附录A 实验原料及试剂  58-60
附录B 分析测试  60

端基修饰对PNIPAM相转变温度的影响

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