基于PAA和PNIPAM的嵌段聚合物及微凝胶的合成及聚集研究.pdf

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1、中国科学技术大学博士学位论基于PAA和PNIPAM的嵌段聚合物及微凝胶的合成及聚集研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：刘小兵高分子化学与物理吴奇教授罗世凯研究员二。一二年五月文IIHIIIilllllllllllllllllllllllllllllllllI，Y2126380UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’SdegreeBlockCopolymersandNanogelsbasedonPAAandPNIPAM：SynthesisandAggregationAutho

2、r’SName-Speciality：——一●bupervisor：Finishedtime：XiaobingLiuPolymerChemistryandPhysicsProf．ChiWuProf．ShikaiLuoMay，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：赵l出乏签字日期：．迎垒二』二圣中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位

3、的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。留公开口保密(——年)作者签名：壶l￡J】垒签字日期：越t6·8导师签名：签字日期：0黾注释A2SecondVirialCoefficients(第二维利系数)LLSLaserlightscatte

4、ring(激光光散射)LCSTLowercriticalsolutiontemperature(最低临界溶解温度)MMolarmass(分子量)捣Number—averagemolarmass(数均分子量)MwWeight．averagemolarmass(重均分子量)尸优Polydispersityindex(聚合物多分散性系数)磁Radiusofgyration(旋转半径)RhHydrodynamicradius(流体力学半径)摘要在本论文中，我们利用活性自由基聚合制备了一系列聚合物，借助凝胶渗透色谱和光散射等表征手段探索了合成条件并研究了它们在溶液中的行为。

5、研究内容包括：(1)利用可逆加成．断裂链转移自由基聚合(RAFT)合成了PAA．b—PNIPAMfPoly(acrylicacid)一b．Poly(N-isopropylacrylamide))两嵌段聚合物，并研究了其在水溶液中的自组装行为，特别是在Ca2+离子诱导下的聚集行为；(2)利用RAFT方法合成聚丙烯酸钾大分子RAFT链转移剂，并使用这种RAFT链转移剂作为稳定剂，在水相中通过分散聚合制备了PAA．PNIPAM微凝胶；(3)利用原子转移自由基聚合(ATRP)合成了ABC三嵌段聚合物，再通过Click反应制备了(M3c)。多嵌段聚合物。主要研究内容和结果总

6、结如下：PAA．b．PNIPAM的合成及聚集行为研究：我们发现在RAFT聚合过程中引入的较大的RAFT端基对PAA．b．PNIPAM共聚物链在水中的胶束化有显著的影响。在移除RAFT端基后，通过水解将PtBA．b．PNIPAM转变成PAA．b．PNIPAM两嵌段共聚物，其中一段带电，另一段具有温敏性，可以在温度诱导下自组装形成窄分布的核壳结构的聚合物胶束。当温度高于37oC时，PNIPAM塌缩成核，PAA向外伸展形成壳层。我们的研究揭示，加入Ca2+之后，在Ca2+／c00。络合作用诱导下，独立的聚合物胶束发生聚集形成松散的胶束团簇。在温度骤升之前或之后加入Ca2

7、+会影响链间或胶束间的聚集。在温度骤升到设定温度之后加入Ca2+，Ca2+／COO一络合作用主要导致聚合物胶束之间的聚集；先升温后加Ca2+时，共聚物链在形成胶束前会先聚集形成一些较小的松散聚集体，最终形成的聚集体分形尺寸更小，平均链密度更低。虽然不同的聚集温度、Ca2+浓度以及添加Ca2十的温度会导致聚集速度、聚集体尺寸和聚集体结构的差异，但是Ca2+／COO一络合作用诱导的胶束间聚集都遵从扩散控制机理。我们的研究结果对进一步研究金属离子对蛋白质稳定性的影响提供了一个模型体系。PAA—PNIPAM核壳结构的微凝胶：在这部分工作中，我们成功地利用聚丙烯酸钾大分子链

8、转移剂作为