论文部分内容阅读
本论文以二苯甲酮(BP)或异丙基硫杂蒽酮(ITX)为光引发剂,叔胺为配体,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过反胶束微乳液固相聚合方法合成了聚丙烯酰胺超细纳米微凝胶,其粒径在1～5nm范围内。采用高分辨透射电镜,激光粒度仪和紫外-可见光光度分析等表征手段,研究了引发剂及其配体的种类与浓度、光照时间、加料方式对聚合产率、微凝胶粒径及活性休眠基团含量的影响。研究表明,引发剂含量的增加,促使微凝胶粒径变小,同时有利于半频那醇自由基耦合至微凝胶上;微量水在反胶束微乳液中的加入,促进了体系的稳定性,利于微粒的成核,但是,粒径增加至5～10nm左右。制备的微凝胶在热诱导下引发苯乙烯(St)在溶液、乳液体系中的接枝聚合,验证了微凝胶上耦合的半频那醇休眠基团的可再引发的功能。以交联的PAm微凝胶作为大分子引发剂,我们设计了两个方案实现了在软的纳米粒子上的结构的构建:(1)热诱导下引发St微乳液接枝聚合制备PAm-g-PS结构的微凝胶;(2)紫外光诱导下引发NIPAm溶液接枝聚合制备PNIPAm毛发结构的微凝胶。研究发现,PAm-g-PS微凝胶在水中呈团聚状态,粒径为169nm,而PNIPAm毛发微凝胶的粒径在20～30nm左右,并且在水中呈现非常特殊的温度响应行为-粒子间的缔合/解缔行为。我们通过核磁共振氢谱(~1H NMR),傅立叶红外分析(ATR-FTIR),紫外-可见光分光光度计(UV-vis),粒度分析(DLS),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)等手段系统地研究了PNIPAm毛发微凝胶的缔合/解缔行为:当加热到33～34℃时,该毛发微凝胶突然出现了快速的缔合行为,粒径从34nm徒增至～120nm,进一步的升温,粒径却开始慢慢的下降,直到45℃时为101nm。这是由于PNIPAm随着温度增加产生的疏水层诱导了超细粒子的团聚,而不是单个粒子的收缩。随着温度的增加,外层收缩产生的压力,将溶胀在PAm软核内的部分水挤出,因此团聚体的体积逐渐减小。在冷却过程中,从动力学角度来看,被压缩的亲水内核产生一定的张力,促使团聚体解体的转折点提前至38℃。这种特殊温度诱导的缔合/解缔行为使该超细PNIPAm毛发微凝胶在很多领域具有广阔的应用前景,比如,作为靶向载体应用于药物控制释放体系及其他智能生物医用方面等。