一种温度/pH敏感性聚合物的合成及其溶液性能研究

摘要

通过官能团的合理设计,将具有亲水性的阳离子与具有疏水作用的苄基结合在同一单体上,合成出了具有潜在温度和pH敏感性的新型单体——二甲基苄基(2-甲基丙烯酰氧乙基)溴化铵(DMBMAAB),并用1H-NMR和液相色谱法对其结构和纯度进行了表征.DMBMAAB与丙烯酰胺(AM)在水溶液中通过自由基聚合合成出共聚物P(DMBMAAB-co-AM),用核磁和元素分析法对其结构和组成进行了表征.P(DMBMAAB-co-AM)的水溶液表现出了与聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)相反的温度响应特性,PNIPAAm具有最低临界溶解温度(LCST),而P(DMBMAAB-co-AM)具有最高临界溶解温度(HCST).当温度从50℃上升到70℃的过程中,P(DMBMAAB-co-AM)共聚物溶液的透光率和表观粘度(表观性能)发生了急剧的变化,溶液外观由乳状液变为澄清液;另一个与PNIPAAm显著不同的特性是,该聚合物还具有非常明显的pH敏感性.当pH值从11变到12时,溶液的表观性能也发生了相当剧烈的变化.此外,表面活性剂(SDS)、盐(NaCl)等外界因素也对P(DMBMAAB-co-AM)共聚物溶液的表观性能具有明显的影响.结果表明,P(DMBMAAB-co-AM)是一种具有多重响应的新型功能聚合物材料,分子链中亲水和疏水基团间的相互作用以及环境的变化是引起这一系列响应行为的主要原因.