两亲性多重刺激响应型聚醚胺及其在分离领域的应用研究

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两亲性刺激响应型聚合物是一类能够对外界环境的细微物理或化学变化作出响应,在溶液中自组装形成各种类型微、介观结构的高分子。这类聚合物,由于其在生物、医药、基因工程、传感器、催化器载体、分散剂、分离等领域的巨大应用前景而受到广泛关注。在研究初期,大部分的研究都集中在单一刺激响应型的聚合物。然而,在实际应用中,外界环境的刺激是多种多样的,为了能够更好的模拟真实的外界环境,更有利于聚合物的实际应用,越来越多的研究都开始关注多重刺激响应型的聚合物。聚醚胺类两亲性刺激响应型聚合物由于其合成方法简单,实验条件温和、环保而引起了我们的兴趣。我们合成了一系列两亲性刺激响应型聚醚胺,研究了其胶束化现象及其胶束的刺激响应性,并对其在染料分离领域的应用进行了探索。   首先通过用不同长度的羧酸来功能化接枝聚醚胺(gPEA)主链上的羟基,我们得到三种侧链带有不同长度烷基链的结构规整的梳状聚醚胺( acPEA)。用芘做荧光探针,测定了acPEA的临界胶束浓度( CMC)。用动态光散射(DLS)研究了acPEA的自组装胶束粒径大小及粒径分布。用浊点(CP)方法和DLS来研究acPEA的刺激响应性。特别的,我们发现了acPEA8和acPEA10胶束刺激响应过程中的特殊表现,有一个我们称之为“过渡阶段”的纳米胶束间缓慢聚集的过程存在,尤其是在酸性条件下。AFM观察到acPEA在CP温度之下时形成粒径均一的球形胶束;在CP温度之上时形成大量粒径达到微米级的球形胶束。   进一步利用环氧基团与氨基的亲核加成/开环反应,我们得到三种不同比例的含聚二甲基硅氧烷二缩水甘油醚( PDMS)接枝聚醚胺(SigPEA)。以尼罗红为荧光探针,测定了SigPEA的CMC。用动态光散射( DLS)研究了SigPEA的自组装胶束粒径大小及粒径分布。用浊点(CP)方法和DLS来研究SigPEA的刺激响应性。TEM观察到在低温下(TCP),三种不同组分的SigPEA都形成粒径大于200nm的琼形胶束,而且这些胶束趋向于聚集形成更大的胶束。以SigPEA211对染料分离领域的应用进行尝试,我们得到SigPEA纳米胶束可以选择性的包裹水溶性染料分子作为客体分子,并且在染料的智能分离领域有着较好的应用前景。   通过用丁二酸酐来功能化接枝聚醚胺(SigPEA)主链上的羟基,我们得到三种不同比例的含PDMS两性离子型聚醚胺(acSiPEA)。以尼罗红为荧光探针,测定了acSiPEA的CMC。用动态光散射(DLS)研究了acSiPEA的自组装胶束粒径大小及粒径分布。用浊点(CP)方法和DLS来研究acSiPEA的刺激响应性,acSiPEA的浊点随着水溶液pH值的变化存在一个明显的区间,在区间外CP消失,在区间内存在CP最低点。TEM观察到在低温下(TCP),三种不同组分的acSiPEA都形成粒径大于200nm的球形胶束聚集体。我们用所制备的一系列聚醚胺来对其在染料分离领域的应用进行深入研究,发现静电作用对染料分离的影响十分微弱;染料分离效果随着聚醚胺胶束浓度的增加而增加;聚醚胺胶束内核结构对染料吸附分离的效果有显著的影响。我们用LANGMUIR吸附等温线,FREUNDLICH吸附等温线和REDLICH-PETERSON吸附等温线来对5组聚醚胺-染料吸附体系的实验数据进行拟合。通过相关系数的对比,我们得出LANGMUIR吸附等温线能够在整个实验数据的范围内对5组数据都有比较好的描述。
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