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交联法制备聚合物纳米粒子及其高级组装

作　者: 黄韧
导　师: 陈道勇
学　校: 复旦大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 纳米粒子自组装嵌段聚合物交联
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,由于聚合物纳米粒子具有的独特性质(如温度、PH、电场、光和磁场响应性等)以及在生物、电子器件等方面的应用前景,聚合物纳米粒子的制备及其功能化受到了广泛关注。本论文的研究内容基于我们课题组提出的化学交联诱导胶束化的方法,以嵌段聚合物为基础,通过化学交联的方法来制备聚合物纳米粒子并实现其功能化和高级组装。论文内容主要分为以下二大部分：第一部分,利用我们课题组提出的化学交联诱导胶束化的方法,以小分子溴丙炔(PB)为交联剂,在嵌段共聚物PS891-b-P4VP311的共同溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中对P4VP嵌段进行交联,制备胶束粒子。PB先与P4VP发生季铵化反应,之后因季铵化与吡啶单元连接的PB问发生自聚合反应,从而使得P4VP单元之间发生交联。随着交联反应的进行,P4VP嵌段之间发生聚集,PS嵌段包覆在P4VP嵌段的周围,从而形成以P4VP为核、PS为壳的核壳结构胶束粒子。实验证明,通过此方法得到的聚集体aggregates具有荧光,且具有溶胀的核结构,这使得该聚集体对金属离子和碱具有荧光响应性。同时由于该方法得到的聚集体具有较好的柔性,能够进一步在水中进行高级组装形成大的聚集体。第二部分,制备单分子链蝌蚪状聚合物纳米粒子。我们在用动态光散射DLS对化学交联诱导胶束化进行跟踪的过程当中(详见第二章),发现聚合物分子链在反应的初期其流体力学半径减小,这说明在该反应条件下聚合物分子链PS-P4VP首先发生的是聚合物分子链内的交联反应。因而我们相信通过合适地调整嵌段聚合物的反应浓度以及嵌段聚合物分子链嵌段比例,我们可以利用化学交联的方法来制备蝌蚪状的单分子链聚合物纳米粒子。具体地,我们通过小分子交联剂PB与嵌段共聚物PS4607-b-P4VP1378上P4VP单元进行交联反应,利用PS嵌段的空间位阻作用将P4VP单元间的交联反应限制在聚合物分子链内,以避免分子链间交联形成胶束,GPC-MALS结果证实我们成功实现了聚合物分子链内的交联。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章绪论  8-23
  1.1 引言  8
  1.2 聚合物纳米粒子的制备  8-14
    1.2.1 乳液聚合法  8-9
    1.2.2 树形聚合物  9-10
    1.2.3 自组装法  10-14
  1.3 聚合物粒子的高级组装  14-16
  1.4 聚合物纳米粒子的应用  16-18
  1.5 本论文主要内容  18-19
  参考文献  19-23
第二章具荧光核的聚合物胶束粒子的制备、组装及其荧光响应  23-42
  2.1 引言  23-24
  2.2 实验部分  24-27
    2.2.1 原料和试剂  24
    2.2.2 粒子制备  24
    2.2.3 表征  24-27
  2.3 结果与讨论  27-38
    2.3.1 化学交联形成的粒子  27-33
    2.3.2 化学交联制备的粒子及粒子组装体的表征  33-35
    2.3.3 光学性质  35-37
    2.3.4 离子检测  37-38
  2.4 本章小结  38-39
  参考文献  39-42
第三章分子链内交联制备蝌蚪状聚合物粒子  42-56
  3.1 引言  42-45
  3.2 实验部分  45-46
    3.2.1 原料和试剂  45
    3.2.2 聚合物纳米粒子的制备  45
    3.2.3 表征  45-46
  3.3 结果与讨论  46-53
    3.3.1 纯的嵌段聚合物的分子量测定  46-48
    3.3.2 在共同溶剂DMF中进行分子链内交联  48-52
    3.3.3 形态表征  52-53
  3.4 本章小结  53-54
  参考文献  54-56
作者简历  56-57
致谢  57-58

交联法制备聚合物纳米粒子及其高级组装

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