分散聚合法合成聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏性微凝胶

摘要

温敏性微凝胶在响应温度变化而发生体积相转变的同时，往往伴随着亲疏水性、折射率、空隙率、表面电荷密度以及胶体稳定性、流变性等多种物理化学性质的变化，因此在胶体晶体、传感器、生物物质分离提纯、药物可控释放等领域有着广阔的应用前景。本文通过大单体法合成了聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA)大分子单体，用分散聚合法证实了聚甲基丙烯酸叔丁酯大分子单体和聚(N—异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)在极性较弱的情况下发生共聚的可能性。同时，通过分散聚合法合成了胶体稳定性受电解质浓度影响小的PNIPAM温敏性微凝胶，并对分散聚合的机理进行了讨论。为了拓展温敏性微凝胶在胶体晶体和生物医学上的应用，本文用一步或两步无皂乳液聚合法，采用三种不同工艺合成了聚(N—异丙基丙烯酰胺)/聚(N—异丙基甲基丙烯酰胺)(PNIPAM/PNIMAM)和聚(N—异丙基甲基丙烯酰胺)/聚(N—异丙基丙烯酰胺)(PNIPMAM/PNIPAM)核壳结构微凝胶，该微凝胶在34℃附近和45℃附近发生两次相转变行为，表明该微凝胶具有双重温度刺激响应性。 首先，采用大分子单体法合成了聚甲基丙烯酸叔丁酯大分子单体。研究结果显示，改变巯基乙醇的用量可以调节聚甲基丙烯酸叔丁酯低聚物和大分子单体的分子量，反应得到了分子量适中，分子量分布较窄的大分子单体并且大分子单体末端成功导入了双键。同时探讨了在甲苯和正庚烷混合介质中，聚甲基丙烯酸叔丁酯大分子单体与NIPAM单体完全可以用分散聚合法来实现聚合的可能性。 其次，以PVP为稳定剂，在水或醇/水介质中通过分散聚合法合成出聚(N—异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)温敏性微凝胶。动态激光光散射法研究结果表明，稳定剂用量和分散介质极性对PNIPAM微凝胶的粒径和溶胀比有明显的影响，而对其相转变行为影响不大；交联剂用量对PNIPAM微凝胶的粒径、溶胀比和相转变行为都有比较明显的影响。PNIPAM微凝胶可能主要通过接枝共聚物聚结机理成核，通过初级粒子之间的聚并完成粒子增长过程。PNIPAM微凝胶可能主要通过接枝共聚物聚结机理成核，通过初级粒子之间的聚并完成粒子增长过程。 最后，采用一步或两步无皂乳液聚合法，分别用三种不同工艺合成PNIPAM/PNIPMAM(或PNIPMAM/PNIPAM)核壳结构微凝胶，动态激光光散射法和紫外分光光度法的研究结果表明，无论是用一步法还是两步法合成的微凝胶均具有双重温度敏感性。扫描电镜观察结果发现微凝胶呈球形形状，粒径分布比较均匀。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章聚(N—异丙基丙烯酰胺)温敏性微凝胶合成和分散聚合研究进展

1.1聚(N—异丙基丙烯酰胺)温敏性微凝胶合成研究进展

1.2分散聚合研究进展

1.3本论文的意义及实施方案

参考文献

第二章聚甲基丙烯酸叔丁酯大分子单体的合成及其用于分散聚合的研究

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4小结

参考文献

第三章分散聚合法制备聚(N—异丙基丙烯酰胺)温敏性微凝胶

3.1引言

3.2实验

3.3结果与讨论

2.4 PNIPAM微凝胶的扫描电镜照片

2.5分散聚合形成PNIPAM微凝胶机理的推测

3.4结论

参考文献

第四章双重温度敏感性核壳结构微凝胶的合成

4.1引言

4.2实验

4.3结果与讨论

4.4小结

参考文献

第五章结论

攻读硕士学位期间发表或接受的学术论文目录

致谢