吡咯烷酮基水溶性聚合物的精確合成與熱響應(yīng)行為.pdf

1、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)具有優(yōu)異的水溶性、生物相容性和配位能力，在生物醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。PVP的許多優(yōu)異特性源于其側(cè)鏈獨(dú)特的吡咯烷酮基團(tuán)。但是除PVP外，目前吡咯烷酮基衍生的聚合物的研究與開發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而且，文獻(xiàn)報(bào)道能夠精確合成的吡咯烷酮基衍生聚合物僅有PVP。近幾年，水溶性熱響應(yīng)智能高分子因?yàn)槠浔憷捻憫?yīng)條件和潛在的應(yīng)用價(jià)值，受到了研究者越來越多的重視。可以預(yù)見，開發(fā)兼具水溶性和熱響應(yīng)功能的吡咯烷酮基聚合物將具有極大

2、的研究意義和潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　 本論文合成了一種含有吡咯烷酮基團(tuán)的新型單體—N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮(NMP)。在30 oC下以甲醇為溶劑，運(yùn)用可見光活化室溫可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合(RAFT聚合)，合成聚N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮 (PNMP)。采用凝膠滲透色譜(GPC)和靜態(tài)激光光散射(SLS)，測(cè)定了PNMP聚合物的分子量和分子量分布指數(shù)。研究結(jié)果表明，該室溫RAFT聚合反應(yīng)具有良好的可控性。以

3、PNMP均聚物為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，采用可見光活化室溫RAFT聚合，精確合成了一系列分子量分布較窄的嵌段共聚物，證明了該聚合反應(yīng)具有“活性”特征。
　　 變溫1H NMR研究結(jié)果表明，在20 oC下，PNMP (Mw,SLS=105.4 kg mol-1，Mw/Mn=1.11) 聚合物在D2O溶液中分子水平溶解。隨著溫度升高，在46.1 oC發(fā)生明顯的去水合化過程，導(dǎo)致PNMP中質(zhì)子共振信號(hào)急劇降低。當(dāng)溫度升高到51.9 oC，PN

4、MP溶液迅速發(fā)生相分離。激光光散射研究結(jié)果表明，在重均分子量(Mw SLS)20.6-105.4 kg mol-1范圍內(nèi)，PNMP溶液的相轉(zhuǎn)變點(diǎn)－濁點(diǎn)隨分子量增加而降低。PNMP水溶液隨溫度升高，發(fā)生明顯而可逆的去水合化/水合化過程與相分離過程。不同于聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)，PNMP水溶液具有快速可逆的熱響應(yīng)行為，在加熱－冷卻循環(huán)過程中沒有出現(xiàn)熱滯現(xiàn)象。PNMP水溶液的相轉(zhuǎn)變濁點(diǎn)具有顯著的鹽效應(yīng)，例如，Na2CO3、NaH