双亲性无规共聚物合成及自组装研究

论文摘要

本文以亲水性单体甲基丙烯酸二甲胺乙酯（DMAM）、甲基丙烯酸羟丙酯（HPMA）、疏水性单体丙烯酸异辛酯（EHA）、苯乙烯（St）为共聚单体,通过自由基溶液共聚,合成了一系列组成不同的双亲性无规共聚物P（DMAM-co-HPMA-co-EHA-co-St）,简称PDHES。以红外光谱（FTIR）、核磁共振（1H-NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）和差示扫描量热（DSC）等对共聚产物进行了表征。PDHES经离子化得到离聚物PIDHES,以离聚物PIDHES在选择性溶剂中进行自组装,得到球形PIDHES胶束。初步研究了PIDHES胶束粒子在电场作用下的二次组装,制得了致密的PIDHES膜。用紫外光谱仪、Zeta电位仪、动态激光光散射仪、荧光探针技术、透射电镜和扫描电镜等对组装过程和结果进行表征。DMAM含量、PDHES离子化程度、共聚物溶液的初浓度等因素直接影响胶束的形成、胶束临界聚集水含量（CWC）和胶束流体动力学半径（Rh）。一次组装胶束水溶液浓度、电诱导时间对二次组装膜产生影响。研究了PDHES胶束水溶液的乳化性能。由于PIDHES的胶束结构为核-壳结构,内部核为亲油性,外部壳为亲水性,表现为双亲性结构,因此可以作为乳化剂。把聚合物的胶束溶液与有机溶剂进行混合均质分散,形成乳状液。研究表明:PDHES胶束水溶液可与油相均质分散后制得O/W型乳液。溶剂、DMAM含量、DMAM离子化程度、盐浓度等都会对乳化效果有影响。选用柔性的光敏性大分子单体ε-己内酯改性丙烯酸酯肉桂酸酯（FA2C）与亲水性单体丙烯酸（AA）以自由基溶液共聚法制得含光敏性基团的无规共聚物P（FA2C-co-AA）。通过FTIR,DSC,GPC对产物的结构和分子量进行了表征。将得到的含光敏基团的双亲性无规共聚物在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）/水（H2O）选择性溶剂中自组装,紫外跟踪监测自组装结果表明,聚合物在水溶液中能自组装得到胶束,且水含量、溶液浓度、紫外光照、有机溶剂等因素对胶束的临界聚集水含量、胶束粒径有影响。由于聚合物胶束表现为内部核亲油,外部亲水的双亲性结构,所以胶束水溶液可与油相均质分散后制得O/W型乳液。浓度、链段类型、紫外光照等都会对乳化效果产生影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 双亲性共聚物的概述
• 1.1.1 双亲性共聚物的来源及合成
• 1.1.2 双亲性共聚物的研究领域
• 1.2 光敏性无规共聚物的概述
• 1.2.1 具有感光基的高分子的合成方法
• 1.3 自组装的概述
• 1.3.1 胶束的制备方法
• 1.3.2 聚合物胶束的影响因素
• 1.3.3 聚合物胶束的结构固定化
• 1.3.4 高分子胶束的表征
• 1.3.5 高分子胶束的应用
• 1.4 乳液的概述
• 1.4.1 乳液的类型
• 1.4.2 双亲性共聚物的来源及合成
• 1.4.3 乳化剂
• 1.4.4 乳液的稳定性
• 1.4.5 高分子乳化剂
• 1.4.6 高分子在界面上的吸附
• 1.5 立题依据
• 1.6 研究内容
• 第二章 双亲性无规共聚物PDHES 的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器与设备
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 EHA 与St 含量改变对PDHES 结构参数的影响
• 2.3.2 DMAM 含量改变对共聚物PDHES 结构参数的影响
• 2.3.3 PDHES 的1H-NMR 谱图
• 2.3.4 离子化程度对共聚物结构的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 PIDHES 的胶束化行为
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器与设备
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.4 表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 胶束化行为的研究
• 3.3.2 荧光表征PDHES 胶束化行为
• 3.3.3 聚合物胶束的形态观察
• 3.3.4 离聚物胶束的电诱导自组装
• 3.4 本章小结
• 第四章 PDHES 乳化性能的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器与设备
• 4.2.3 实验步骤
• 4.2.4 表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 离子化程度改变对乳化性能的影响
• 4.3.2 DMAM 含量改变对乳化性能的影响
• 4.3.3 水含量对乳化性能的影响
• 4.3.4 透析后加入有机溶剂对乳化性能的影响
• 4.3.5 离子强度对乳化性能的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 光敏性无规共聚物的合成及自组装研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验仪器与设备
• 5.2.3 实验步骤
• 5.2.4 表征
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 共聚物的结构表征
• 5.3.2 胶束化过程
• 5.3.3 乳化性能研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文