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环境敏感性磷酰胆碱基ABA型嵌段共聚物的合成与胶束化

作　者: 党莉
导　师: 刘守信
学　校: 陕西师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱 原子转移自由基聚合 温度敏感性 pH敏感性 胶束化
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


全亲水性嵌段共聚物(Double Hydrophilic Block Copolymers, DHBCs)由化学性质不同的两嵌段或多嵌段聚合物组成,每一个嵌段在适当的条件下都具有水溶性。由两嵌段或多嵌段组成的聚合物中的某一嵌段受到外界温度、pH、离子强度等变化时,环境敏感性全亲水性嵌段共聚物的某一嵌段由亲水性转化为疏水性,形成共聚物胶束,从而具有典型的环境敏感胶束化行为。这类环境敏感性聚合物胶束以及由胶束形成的纳米材料在生物学、医学、催化以及分离等领域有广泛的应用前景。磷酰胆碱是生物细胞外层膜的主要成分,是细胞外层膜中的最外层基团；由于磷酰胆碱带有两性离子端基,即同时带有正、负两种电荷,因而具有很强的结合水的能力。磷酰胆碱有效基团在侧链的聚合物主要是由乙烯基磷酰胆碱类化合物单体通过聚合反应制备,如2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)。富含磷酰胆碱基团的高分子表面不易吸附及沉积蛋白质、血小板、脂质体等生物体成分表现出良好的生物相容性,成为一类重要的高分子生物材料。因此,由含有PMPC嵌段的聚合物有良好的生物相容性,在仿生材料、生物传感器、药物控释材料、组织工程材料、化妆品等领域得到了广泛的应用开发。若将MPC与具有温敏性、pH敏感性单体进行聚合制备ABA型三嵌段共聚物,调节磷酰胆碱基环境敏感性三嵌段共聚物溶液的温度或pH,嵌段共聚物就会聚集成胶束,在较高浓度下聚合物胶束可凝胶化,所形成的胶束和凝胶在药物释放、仿生材料、生物传感器基材和人造器官等方面有重要应用。基于以上研究背景,本文采用原子转移自由基聚合技术合成了具有pH敏感性的ABA型三嵌段共聚物聚甲基丙烯酸-N,N-二乙氨基乙酯-b-聚2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱-b-聚甲基丙烯酸-N,N-二乙氨基乙酯(PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA)和具有温敏性的ABA型三嵌段共聚物聚N,N-二乙基丙烯酰胺-b-聚2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱-b-聚N,N-二乙基丙烯酰胺(PDEAM-b-PMPC-b-PDEAM),研究了各自聚合物溶液的性质及其在溶液中的胶束化行为。主要研究内容包括以下几个方面：1.以氯化亚铜/2,2’-联二吡啶为催化体系,2,5-二溴己二酸二乙酯为引发剂,甲醇为溶剂,运用希莱克技术,利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了ABA型三嵌段共聚物PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA. FT-IR、1HNMR对聚合物结构进行了表征,利用透光率、粘度测定研究了嵌段共聚物溶液的pH敏感性,利用表面张力测定、荧光探针和透射电镜研究了嵌段共聚物胶束化作用,确定了共聚物水溶液的临界胶束浓度(CMC)。透光率测定和粘度研究结果表明所合成的ABA型三嵌段共聚物水溶液具有pH敏感性,调节溶液pH值可实现嵌段共聚物胶束化,形成“花状”胶束。通过透射电镜测定了聚合物胶束的尺寸大小。2.采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了ABA型三嵌段共聚物PDEAM-b-PMPC-b-PDEAM.FT-IR、1HNMR对聚合物结构进行了表征,利用透光率、粘度测定研究了嵌段共聚物溶液的温度敏感性,利用表面张力测定、荧光探针和透射电镜研究了嵌段共聚物胶束化作用,确定了共聚物水溶液的临界胶束浓度(CMC)。透光率和粘度测定研究结果表明所合成的ABA型三嵌段共聚物溶液具有温敏性,调节溶液的温度可实现嵌段共聚物胶束化并形成“花状”胶束。通过透射电镜测定了聚合物胶束的尺寸大小。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-27
  1.1 两亲性嵌段聚合物简介  9
  1.2 嵌段共聚物类型  9-13
    1.2.1 pH响应性嵌段聚合物  10-11
    1.2.2 温度响应性嵌段聚合物  11-12
    1.2.3 pH/温度响应性嵌段聚合物  12-13
  1.3 生物相容性磷酰胆碱基聚合物简介  13-16
    1.3.1 磷酰胆碱类化合物的生物相容性  13-14
    1.3.2 磷酰胆碱基仿生生物材料的研究状况  14-15
    1.3.3 磷酰胆碱类功能材料的研究应用  15-16
  1.4 嵌段共聚物合成方法  16-20
    1.4.1 原子转移自由基聚合基本原理  16-17
    1.4.2 原子转移自由基聚合研究体系  17-20
  1.5 聚合物胶束  20-25
    1.5.1 聚合物胶束简介  20-21
    1.5.2 聚合物胶束在药物载体方面的应用  21
    1.5.3 聚合物胶束的临界胶束浓度(CMC)  21-22
    1.5.4 聚合物胶束的制备  22-23
    1.5.5 胶束的测定方法  23-25
  1.6 研究思路  25-27
第2章 PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA的合成与胶束化  27-37
  2.1 引言  27-28
  2.2 实验部分  28-31
    2.2.1 试剂与仪器  28
    2.2.2 合成及纯化  28-30
    2.2.3 PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA结构表征  30
    2.2.4 PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA溶液相行为和胶束化作用  30-31
  2.3 结果与讨论  31-36
    2.3.1 PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA的结构表征分析  31-32
    2.3.2 PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA的pH敏感性  32-33
    2.3.3 PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA的临界胶束浓度(CMC)  33-36
  2.4 结论  36-37
第3章 PDEAM-b-PMPC-b-PDEAM的合成与胶束化  37-47
  3.1 引言  37-38
  3.2 实验部分  38-40
    3.2.1 试剂与仪器  38
    3.2.2 合成与纯化  38-39
    3.2.3 PDEAM-b-PMPC-b-PDEAM结构表征  39
    3.2.4 PDEAM-b-PMPC-b-PDEAM溶液相行为和胶束化研究  39-40
  3.3 结果与讨论  40-46
    3.3.1 PDEAM-b-PMPC-b-PDEAM的结构表征分析  40-42
    3.3.2 PDEAM-b-PMPC-b-PDEAM的温度敏感性  42-44
    3.3.3 PDEAM-b-PMPC-b-PDEAM的临界胶束浓度测定(CMC)  44-46
  3.4 结论  46-47
总结  47-49
参考文献  49-57
致谢  57-59
攻读硕士学位期间的研究成果  59

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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