论文部分内容阅读
含胺聚合物由于结构丰富、反应活性高等特点可被用来构筑性能优异的功能高分子材料。高分子合成技术和胺基修饰方法的发展进一步为此提供了强有力的支撑。本论文则主要围绕侧链型含胺聚合物,设计、合成新型功能高分子材料,并开展应用化研究。内容主要包含以下五个方面:在第二章,通过自由基共聚反应和高碘酸钠氧化法分别合成了烯丙基胺两亲共聚物P(AH-co-AHH)和具有二醛结构的交联剂。进而通过这两种前驱体物质之间的希夫碱反应构筑了可降解的水凝胶材料,并探究了其在阻断胆酸盐肝肠循环,治疗高血脂疾病中的应用。通过多种手段对所合成聚合物前驱体和凝胶材料进行了系统地表征。更重要的是,等温微量热滴定(iTC)实验揭示了甘氨胆酸钠与P(AH-co-AHH)之间的结合作用主要依赖静电相互作用和疏水缔合作用的协同效应。此外,所报道凝胶材料在模拟小肠环境中表现出可降解性能以及对甘氨胆酸钠优异的吸附性能。在第三章,通过表面原子转移自由基聚合(SIATRP)和侧链型胺基的二硫代氨基甲酸盐(DTC)官能化修饰制备了 DTC聚合物梳接枝的纳米二氧化硅复合材料(DTC-PGMA@SiO2),并将其作为高效的纳米型重金属离子吸附材料。反应动力学数据表明SI-ATPR聚合反应具有高度可控的特征。我们详细研究了DTC-PGMA@SiO2对重金属离子的吸附行为,包括pH影响、吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和吸附机理等。得益于规整的核-刷型结构、高的比表面积和DTC基团的强重金属离子吸附性能,DTC-PGMA@SiO2材料表现出快平衡、高容量的优异吸附性能。循环再生实验表明所报道的吸附材料兼具成本经济性和可持续应用性。在第四章,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合,制备了包含贻贝启发的黏附性多巴胺嵌段和草本植物启发的抗菌性茨醇嵌段的双嵌段共聚物(PDA-b-PBA),并将其应用于构筑具有持久黏附、抗菌性能的聚合物涂层。所合成的单体、聚合物、以及涂层材料通过多种手段得到了充分的表征。通过扫描电镜和原子力显微镜观测发现所制备的聚合物涂层具有光滑、均匀的表面形貌。得益于丰富的侧链型多巴胺和茨醇结构,PDA-b-PBA聚合物涂层在二氧化硅、氧化铝片、硅片和不锈钢等多种基材表面展现出强健的黏附性能和优异的广谱抗菌性能。值得注意的是,PDA-b-PBA聚合物涂层还可构筑在在棉布、纱布等织物表面,从而发展具有高度生物相容性和耐水洗性能的抗菌织物。在第五章,基于呋喃官能化的烯丙基胺两亲共聚物P(AH-co-AHH)和马来酰亚胺官能化的PEG聚合物构筑了 Diels-Alder水凝胶材料,并将其应用于疏水性药物的长效缓释。通过多种手段对所合成的聚合物前驱体以及凝胶样品进行了系统表征。通过分子动力学模拟、等温微量热滴定(iTC)等手段着重研究了P(AH-co-AHH)对苯丁酸氮芥(CBL)药物的增溶作用。载药凝胶在模拟胃肠道环境中,均能够表现出长效的CBL缓释行为。体外细胞实验表明,所报道的Diels-Alder水凝胶材料具有优异的生物相容性,且凝胶缓释给药方案能显著提高CBL药物的安全性。在第六章,首先基于N-乙烯基乙酰胺合成了新型的双烯单体,并用以制备Fe304纳米颗粒掺杂的磁性凝胶基材。依此通过碱性水解和胺基的二硫代氨基甲酸盐(DTC)官能化构筑了具有牢靠网络骨架结构的磁性凝胶吸附材料(DTC-PNB@Fe304),并将其应用于处理水体重金属离子污染。通过研究其吸附行为发现,得益于多孔结构和DTC基团的强配位能力,该材料表现出较高的金属离子吸附容量。和传统的凝胶吸附材料相比,Fe304纳米颗粒的引入还赋予了DTC-PNB@Fe304材料更便捷的磁场辅助分离性能。