交联共聚一步制备基于聚离子液体响应性纳米凝胶

发布时间：2018-02-28 08:33

本文关键词： 离子液体三元共聚温敏性纳米凝胶超分子　出处：《西北师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：刺激响应性聚合物是一种能够对外界环境中微小刺激产生迅速响应,在结构、物理及化学性能上发生突变的聚合物。它可以识别某些特殊的刺激信号,并且在特殊的条件下会发生相转变,这是由于链构象发生改变的缘故。刺激响应性聚合物种类很多,其分类多数根据他们对不同的外界信号具有一定的敏感性,这些信号包括温度、p H、离子强度、电磁场、盐以及光信号等。刺激响应性聚合物的应用领域也十分广泛,可用于药物的控制释放、生物传感器以及组织工程等方面。因此,目前高分子化学研究的热门领域之一就是设计合成新型的刺激响应性聚合物。在之前的研究中,我们发现在基于聚离子液体纳米凝胶中引入氢键相互作用,可以制备新型温敏性的高分子材料。基于以上发现,本文设计合成了含有羟基和羧基的两种新型功能离子液体,通过三元共聚制备得到两种新型纳米凝胶,由于该新型纳米凝胶之间能形成氢键相互作用,使得它们具有可逆的温度响应性。探讨了三元共聚一步制备基于聚离子液体温度敏感性纳米凝胶的形成机理,考察了不同聚合反应条件与纳米凝胶温度响应性之间的关系,对其响应性行为及性能进行了详细表征和测定。基于主体对客体的分子识别和自组装是超分子化学研究的重要方向。主体和客体之间的作用力包括离子-偶极相互作用、氢键相互作用、阳离子-π相互作用、π-π堆积、疏水相互作用、范德华力、晶体紧密堆积效应等。目前,国内外对超分子化学领域的研究多数以小分子或聚合物分子作为客体分子实现主客体分子之间的相互作用。我们设计合成了含有客体基团的聚合物纳米凝胶,可通过主客分子体来实现纳米凝胶之间的相互作用,以期实现纳米粒子在主客体相互作用方面的应用。论文的主要内容包括以下几个方面:1.制备了具有不同组成及结构的离子液体单体,包括:氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑离子液体、溴化1-乙烯基-3-羟乙基咪唑离子液体、氯化4-乙烯基苄基三苯基擕离子液体、3-(4-乙烯基苯)-1-乙烯基咪唑氯离子液体,用1H-NMR、13C-NMR对其结构进行了详细表征,并对其熔点进行了测定;2.基于聚离子液体温度敏感性纳米凝胶的制备,通过选择性溶剂中的三元共聚一步制备了基于离子液体的纳米凝胶,结果表明该纳米凝胶在降低温度时能形成稳定的宏观凝胶,并且该转变是一个可逆过程,而不加入功能离子液体,所得的纳米凝胶不具有温敏性,证明通过引入含有羧基、羟基功能离子液体进行三元共聚是一种制备基于聚离子液体温敏性纳米凝胶的有效方法和途经。采用FT-IR、热分析、SEM、动态光散射、浊度法、变温红外谱图等手段表征了该温度性纳米凝胶的结构、形貌、性能等,并对其响应性机理进行了探讨;3.基于主客体相互作用的超分子聚合物凝胶的制备,根据文献制备了主体分子CB[n](n=5-8),通过1H-NMR对其结构进行了表征,同时,通过三元交联共聚制备聚合物纳米凝胶的方法,制备得到了含有萘环的交联聚合物纳米凝胶客体分子,还制备了另一种客体分子——联紫精,通过主客体之间的π-π堆积、电荷转移相互作用制备得到了超分子纳米凝胶。采用核磁共振、动态光散射、紫外可见光谱、SEM等手段对纳米凝胶主客体之间的相互作用及形貌进行了表征,并考察了不同碳链长度以及不同投料比对超分子聚合物形成的影响。
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【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;O648.17

【参考文献】