含PLA的兩親性嵌段共聚物的制備及其自組裝微孔膜的研究.pdf

1、嵌段聚合物(BCP)薄膜中的兩親性嵌段結(jié)構(gòu)，在一定條件下自組裝發(fā)生微相分離，通過調(diào)節(jié)共聚物組成、鏈段長度或?qū)ζ渥越M裝過程進(jìn)行控制，就可以得到尺寸從幾納米到數(shù)百納米、相形態(tài)豐富多彩的周期性有序納米結(jié)構(gòu)。在嵌段共聚物的制備過程中同時(shí)引入多種功能性鏈段，就可以獲得兼具多種優(yōu)異性能的功能型聚合物材料。聚苯乙烯(PS)由于具有很好的熔融熱穩(wěn)定性，易成型加工且尺寸穩(wěn)定性好，因此常被作為嵌段共聚物薄膜的基體使用。如果將可生物降解的聚乳酸(PLA)鏈段

2、引入嵌段聚合物中自組裝成膜，經(jīng)過化學(xué)方法刻蝕掉其中的可降解組份，便能得到分布均勻、孔徑單一的納米微孔膜;如果將具有溫敏特性的水溶性聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）引入嵌段共聚物，其自組裝膠束的溫度響應(yīng)特性(LCST≈32℃)在藥物控制釋放方面存在重要應(yīng)用;將PNIPAM引入嵌段分離膜材料，結(jié)合嵌段共聚物的自組裝特性以及PLA的可降解性能，可以制備具有溫度響應(yīng)特性的智能分離膜。此類環(huán)境響應(yīng)型智能膜不但具有基膜材料的高機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，

3、而且能對周圍的溫度變化刺激做出快速響應(yīng)，在藥物控制釋放、化學(xué)分離和組織工程等領(lǐng)域具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用前景。
　　 結(jié)合以上內(nèi)容，本課題的研究分3個(gè)體系進(jìn)行:
　　 1.PS-PLA體系
　　 首先，該體系結(jié)合苯乙烯(St)的活性陰離子聚合和D，L-丙交酯(DLLA)的開環(huán)聚合，制備了一系列具有不同分子量和嵌段組成的PS-PLA嵌段共聚物。FTIR、GPC、NMR測試表明，該類共聚物的鏈段組成及分子量可控，

4、分子量分布小，符合活性聚合的特性。隨后，分別通過熱退火、溶劑蒸發(fā)和進(jìn)行溶劑退火對PS-PLA薄膜的自組裝行為進(jìn)行了調(diào)控。用AFM表征薄膜的表面形貌可知，無論是以PS鏈段的選擇性溶劑甲苯（xPS-Toluene=0.35，xPLA-Toluene=2.45）還是以雙親性溶劑四氫呋喃（xPS-THF=0.35，xPLA-THF=0.65，）為退火溶劑進(jìn)行溶劑退火，均可以得到以PS連續(xù)相為基膜材料，PLA相形成垂直于薄膜表面的柱狀相分離結(jié)構(gòu)。

5、最后，通過堿液刻蝕PS-PLA自組裝薄膜中的PLA組份，可以獲得排列有序、孔徑均勻的納米多孔膜（孔徑D=500nm，孔間距d*c-c=1700nm）。同時(shí)，SEM測試表明，可以通過改變嵌段共聚物的分子量和嵌段組成調(diào)節(jié)膜孔的大小和孔間距。
　　 2.PNIPAM-PLA-PNIPAM體系
　　 該體系首先通過可控開環(huán)聚合(ROP)和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，經(jīng)三步“HO-PLA-OH”→“Br-PLA-Br”→“PN

6、IPAM-PLA-PNIPAM”制備了兼含溫敏鏈段(PNIPAM)和可降解鏈段(PLA)的功能型嵌段共聚物。隨后，通過沉淀法制備了以疏水鏈段PLA為核，親水鏈段PNIPAM為殼的溫敏膠束，并使用激光粒度儀在25～40℃對PNIPAM-PLA-PNIPAM型共聚物膠束的溫敏特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在最低臨界溫度(LCST=32.5℃)以下，膠束呈現(xiàn)較大的粒徑(234.8nm)，在32.5℃時(shí)膠束粒徑表現(xiàn)為突躍式下降，并平穩(wěn)于225.6nm