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多孔聚合物的研究内容丰富,探索性强,在生物、医药、化工、环境等领域有着广泛的应用前景。如何控制物理结构、调节功能是多孔聚合物薄膜研究的重要内容。在方法学中如何控制孔的尺寸的均匀性及排列的均匀性是制备多孔聚合物的关键问题,目前研究较多的主要有硬模板技术、自组装技术、溶剂刻蚀技术和气体发泡技术等。本论文工作主要是对平行排列的孔道型聚合物薄膜的制备、修饰、性质等进行了研究,主要内容包括以下几个方面:
1.以Ni纤维束为基底,溶解法制备不同分子量的聚苯乙烯(PS)孔道型薄膜,得到平行排列的孔道型聚苯乙烯(PS)薄膜,改变聚苯乙烯的分子量,薄膜微观形貌会稍有差异。用溶解法制备聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)薄膜和聚己内酯(PCL)孔道型薄膜,形成表面大孔,内部为平行排列的孔道薄膜。实验结果表明,溶液法制备多孔聚合物过程中模板为主导因素,聚合物结构可以很好的复制模板结构。但由于聚合物溶液本身的性质不同以及微相分离等动力学因素的相互作用,使得多孔聚合物薄膜的形貌不尽相同。
2.熔融法制备PLGA,PCL平行排列的孔道型薄膜,可得到垂直分布、高度有序、平行排列孔道型PLGA多孔薄膜;而PCL薄膜碎裂严重,但是微观观察平行排列的孔道仍然存在。结果表明,熔融法中模板仍然是限制材料形貌的主导因素,尽管聚合物的热性质会影响到薄膜的形状,但本文中基本排除模板阻碍分子链运动而导致形貌改变的动力学因素。PCL薄膜易破裂,原因可能是是PCL结晶度高,结晶导致膜易碎。此外,聚合物组分也可能会影响膜形貌。
3.原位聚合法制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚苯乙烯(PS)平行排列的孔道型薄膜,均可得到垂直分布、高度有序、平行排列孔道型PMMA和PS多孔薄膜,形貌有细微差别。结合文献分析,猜测原因为PMMA分子间可以形成氢键,而PS则是较弱的范德华力结合,在除去Ni纤维束模板后,PS多孔薄膜部分变形,堵塞孔道。
4.聚合物表面修饰是一种重要的功能化手段,本文选用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MATS)对平行排列的孔道型PMMA和PS薄膜进行表面修饰,得到表面亲水性显著增强的PMMA和PS多孔薄膜。
5.以Ni纤维束基底为模板,制备了紫杉醇/PLGA复合材料孔道型薄膜。采用高效液相色谱法研究紫杉醇释放特征。选择合适的释放介质,在适当的高效液相色谱条件下,研究表明,在50d内,孔道型复合材料中紫杉醇释放量约为67%,无孔的PTX/PLGA复合材料中紫杉醇释放量约为70%,都是均匀缓慢释放。结果显示,平行排列的孔道结构对紫杉醇释放影响很小。