聚（丙烯酰氧乙基/羟乙基）-DL-天冬酰胺交联核/壳结构温敏性微凝胶的合成

摘要

核/壳结构微凝胶是一种具有独特结构的聚合物复合粒子，是在乳胶粒子核外面包裹了凝胶层而构成的。合成粒子大小合适、粒径分布均匀、高溶胀且可降解的核/壳结构温敏性微凝胶是当前聚合物研究领域的热点之一。本文首先合成了具有生物降解性和生物相容性的交联剂--聚(丙烯酰氧乙基/羟乙基)-DL-天冬酰胺(PAEHEA)，然后采用自由基沉淀聚合法，以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为单体材料，合成了PNIPAAm温敏性微凝胶，并以其为种子颗粒，进一步合成了核/壳结构微凝胶，研究了温敏性、体积相转变温度、粒径及粒径分布、溶胀/去溶胀动力学和降解性，并通过TEM、AFM技术研究了其表面形态特征。 1、以马来酸酐和氨水为原料，采用微波辐射法合成了聚天冬酰亚胺，得到最佳合成条件。制备了化学改性的聚天冬酰胺交联剂PAEHEA，并通过FT-IR、13C-NMR对其结构进行了表征。 2、采用沉淀聚合法制备了PNIPAAm微凝胶，得到最佳合成条件，并对各原料用量进行了考察，发现交联剂PAEHEA、表面活性剂SDS和引发剂APS等的用量对温敏性微凝胶分散液的相转变温度有不同程度的影响，而单体原料NIPAAm的用量对其无显著影响。 3、通过自由基沉淀聚合法合成了一系列稳定的核/壳结构微凝胶，采用透光率法考察了核/壳结构微凝胶的温敏性及体积相转变行为。随着壳层材料用量的增多，微凝胶的透光率逐渐减小，相转变行为趋于缓和，体积相转变温度越来越不显著；交联剂PAEHEA的用量越少，微凝胶的透光率越低，相转变行为及体积相转变温度越不明显。 4、采用动态激光光散射(DLS)技术考察了核/壳结构微凝胶的粒径及粒径分布和溶胀/去溶胀动力学。壳层材料的用量越多，交联剂用量越少，单体NIPAAm的用量越多，合成的核/壳结构微凝胶粒径越大，微凝胶粒子溶胀能力越高，粒子去溶胀比越大。随着体系温度的升高，微凝胶的粒径逐渐减小；体系温度高于相转变温度时粒径迅速减小，粒子的去溶胀比迅速增大；核/壳结构微凝胶粒径分布随温度的变化曲线呈现V字形，其最低点(30.0～31.5℃)所对应的温度为微凝胶的体积相转变温度。 5、通过胰蛋白酶对微凝胶、核/壳结构微凝胶分散液的降解实验表明，以交联剂PAEHEA交联的PNIPAAm微凝胶及核/壳结构微凝胶具有良好的可降解性。 6、TEM分析表明，微凝胶分散液具有良好的稳定性和单分散性，粒径分布较均匀，同时证明了所合成的微凝胶为核/壳结构。通过AFM观察看出，核/壳结构微凝胶分散液的颗粒清晰，粒子大小均匀，颗粒之间无叠加或粘连，是单分散的粒子。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2温敏性微凝胶的发展概况

1.3基于PNIPAAm的温敏性微凝胶

1.3.1均质的微凝胶

1.3.2核/壳结构微凝胶

1.4温敏性微凝胶的体积相转变

1.5温敏性微凝胶的溶胀/去溶胀动力学

1.6微凝胶的合成技术

1.6.1乳液聚合

1.6.2分散聚合

1.6.3溶液聚合

1.6.4沉淀聚合

1.6.5其他方法

1.7温敏性微凝胶的应用

1.7.1生物制药

1.7.2涂料工业

1.7.3水处理工业

1.8本论文的立题依据和研究内容

1.8.1论文的立题依据

1.8.2论文的研究内容

第2章交联剂聚(丙烯酰氧乙基/羟乙基)-DL-天冬酰胺的合成

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1主要实验试剂

2.2.2主要实验仪器

2.2.3聚天冬酰亚胺的合成

2.2.4聚(羟乙基)-DL-天冬酰胺的合成

2.2.5聚(丙烯酰氧乙基/羟乙基)-DL-天冬酰胺的合成

2.2.6粘度法测定聚天冬酰亚胺的相对分子量

2.2.7结构表征

2.3结果与讨论

2.3.1微波法合成聚天冬酰亚胺

2.3.2聚(丙烯酰氧乙基/羟乙基)-DL-天冬酰胺的合成

2.3.3 PAI、PHEA和PAEHEA的红外分析

2.3.4 PAI、PHEA和PAEHEA的核磁碳谱分析

2.4本章小结

第3章 聚(丙烯酰氧乙基/羟乙基)-DL-天冬酰胺交联温敏性微凝胶的合成与表征

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1主要实验试剂

3.2.2主要实验仪器

3.2.3微凝胶的制备

3.2.4微凝胶分散液温敏性的测定

3.2.5微凝胶分散液的粒径分析

3.2.6微凝胶的降解性能研究

3.2.7透射电子显微镜(TEM)的观测

3.3结果与讨论

3.3.1微凝胶的合成

3.3.2微凝胶的粒径及其分散性研究

3.3.3微凝胶体积相转变行为的研究

3.3.4微凝胶降解性的初步研究

3.3.5微凝胶颗粒的TEM分析

3.4本章小结

第4章 核/壳结构温敏性微凝胶的合成与性能研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1主要实验仪器

4.2.2核/壳结构微凝胶的制备

4.2.3核/壳结构微凝胶分散液温敏性的测定

4.2.4核/壳结构微凝胶粒径的测定

4.2.5透射电子显微镜(TEM)的观测

4.2.6原子力显微镜(AFM)的观测

4.2.7核/壳结构微凝胶的降解性能研究

4.3结果与讨论

4.3.1核/壳结构微凝胶的合成

4.3.2核/壳结构微凝胶分散液体积相转变行为的研究

4.3.3核/壳结构微凝胶的粒径及其分散性研究

4.3.4核/壳结构微凝胶的溶胀/去溶胀动力学研究

4.3.5核/壳结构微凝胶的粘度分析

4.3.6核/壳结构微凝胶降解性能研究

4.3.7核/壳结构微凝胶表面形态研究

4.4本章小结

结 论

参考文献

致 谢

攻读学位期间己发表和待发表的相关论文题录