咪唑盐聚离子液体功能高分子膜的合成与表征

摘要

离子液体是由正、负离子组成的有机盐，具有挥发度低、电导率高、热稳定等优异特性。离子液体被广泛应用于有机合成，环境，功能材料，能源及航空等领域。聚离子液体兼具离子液体和聚合物的性质，其优异的离子交换能力使得我们可以通过离子交换法制备主链结构相同而性质不同的功能聚合物材料。
　　刺激响应功能材料指自身能对外界环境的物理或化学变化，如光、化学氧化还原剂、pH、温度等做出相应反应的一类材料。这类材料在生物医药、信息技术、智能材料等方面具有潜在的应用前景。
　　抗菌材料是指具有杀灭或抑制细菌能力的一类新型功能材料。较之于小分子抗菌剂，高分子抗菌材料在具有抗菌性能的同时，还兼具良好的生物相容性，长效性等特性，在临床医用器械及日常生活中具备潜在应用价值。
　　本论文利用(聚)离子液体的正、负离子结构可设计性，设计并合成了具备刺激响应功能或抗菌性的聚离子液体膜材料。论文研究内容和主要结论如下：
　　(1)利用离子交换法制备了可以在酸、碱溶液(或有机溶液)中被多次循环使用的pH响应性聚离子液体膜。通过光引发聚合制备咪唑盐聚离子液体膜，并利用离子交换具有pH响应性的阴离子，制备pH响应性聚离子液体膜。研究结果表明：在水溶液和有机溶剂中，该聚离子液体膜具有pH响应性及可循环使用性能。
　　(2)利用离子交换法调控聚离子液体均聚物的亲、疏水性，制备可以在水溶液中自组装的两亲性无规共聚物。将咪唑盐聚离子液体均聚物通过部分阴离子交换制备两亲性聚离子液体无规共聚物。研究表明：共聚物的侧链结构，阴离子的亲、疏水性比例，分子量大小及分布都影响其自组装行为。
　　(3)基于主客体分子识别作用的(聚)离子液体超分子“搭扣”的研制。在聚离子液体膜材料表面分别接枝主体和客体分子基团，制备基于主客体作用的可以通过电化学(或者化学)法氧化还原调控的聚合物“搭扣”。在所制备的聚离子液体膜材料表面分别接枝上主体分子(β-CD)和客体分子(Fc)基团，制备PIL-β-CD与PIL-Fc聚离子液体膜。在外界压力下PIL-β-CD/PIL-Fc“搭扣”在空气和水溶液中均表现出强劲的粘合力，并且可以通过化学或电化学方法实现可逆的粘合和分离。
　　(4)聚离子液体抗菌膜的研制。利用光引发聚合制备咪唑盐聚离子液体膜，并进一步与氨基酸阴离子交换，制备聚离子液体抗菌膜。所制备的聚离子液体膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优异抗菌性，且具有良好生物相容性，抗蛋白质粘附性及可循环使用等特性。
　　(5)阴离子型聚合物抗菌膜的研制。利用光引发聚合制备阴离子型聚合物膜，并进一步利用阳离子交换改变聚合物的阳离子类型，将季铵盐、咪唑盐及金属阳离子交换到聚合物膜上制备抗菌膜。研究表明：该类型聚合物膜具备广谱抗菌性能，并且细胞毒性低、抗污性好、可循环利用。

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第一章 绪论

1.1离子液体简介

1.2 聚离子液体简介

1.3 (聚)离子液体性质

1.4 (聚)离子液体在刺激响应性材料领域的应用

1.5 (聚)离子液体在抗菌领域的应用

1.6 本论文的研究内容和创新之处

第二章 pH响应性聚离子液体膜的研制

2.1引言

2.2 实验部分

2.3表征方法

2.4 结果与讨论

2.5本章小结

第三章 聚离子液体自组装材料的的合成及调控

3.1引言

3.2 实验部分

3.3表征方法

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

第四章 基于主客体作用的聚离子液体响应性材料的合成与表征

4.1引言

4.2实验部分

4.3. 表征方法

4. 4结果与讨论

4.5本章小结

第五章 聚离子液体抗菌膜的研制

5.1引言

5.2 实验部分

5.3 表征方法

5.4 结果与讨论

5.5 本章小结

第六章 阴离子型聚合物抗菌膜的研制

6.1引言

6.2 实验部分

6.3 表征方法

6.4 结果与讨论

6.5本章小结

第七章 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

研究生期间发表文章及专利

致谢