交聯(lián)共聚一步制備基于聚離子液體響應(yīng)性納米凝膠.pdf

1、刺激響應(yīng)性聚合物是一種能夠?qū)ν饨绛h(huán)境中微小刺激產(chǎn)生迅速響應(yīng)，在結(jié)構(gòu)、物理及化學(xué)性能上發(fā)生突變的聚合物。它可以識(shí)別某些特殊的刺激信號(hào)，并且在特殊的條件下會(huì)發(fā)生相轉(zhuǎn)變，這是由于鏈構(gòu)象發(fā)生改變的緣故。刺激響應(yīng)性聚合物種類很多，其分類多數(shù)根據(jù)他們對不同的外界信號(hào)具有一定的敏感性，這些信號(hào)包括溫度、pH、離子強(qiáng)度、電磁場、鹽以及光信號(hào)等。刺激響應(yīng)性聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛，可用于藥物的控制釋放、生物傳感器以及組織工程等方面。因此，目前高分子化學(xué)

2、研究的熱門領(lǐng)域之一就是設(shè)計(jì)合成新型的刺激響應(yīng)性聚合物。在之前的研究中，我們發(fā)現(xiàn)在基于聚離子液體納米凝膠中引入氫鍵相互作用，可以制備新型溫敏性的高分子材料。基于以上發(fā)現(xiàn)，本文設(shè)計(jì)合成了含有羥基和羧基的兩種新型功能離子液體，通過三元共聚制備得到兩種新型納米凝膠，由于該新型納米凝膠之間能形成氫鍵相互作用，使得它們具有可逆的溫度響應(yīng)性。探討了三元共聚一步制備基于聚離子液體溫度敏感性納米凝膠的形成機(jī)理，考察了不同聚合反應(yīng)條件與納米凝膠溫度響應(yīng)性之

3、間的關(guān)系，對其響應(yīng)性行為及性能進(jìn)行了詳細(xì)表征和測定。基于主體對客體的分子識(shí)別和自組裝是超分子化學(xué)研究的重要方向。主體和客體之間的作用力包括離子-偶極相互作用、氫鍵相互作用、陽離子-π相互作用、π-π堆積、疏水相互作用、范德華力、晶體緊密堆積效應(yīng)等。目前，國內(nèi)外對超分子化學(xué)領(lǐng)域的研究多數(shù)以小分子或聚合物分子作為客體分子實(shí)現(xiàn)主客體分子之間的相互作用。我們設(shè)計(jì)合成了含有客體基團(tuán)的聚合物納米凝膠，可通過主客分子體來實(shí)現(xiàn)納米凝膠之間的相互作用，以

4、期實(shí)現(xiàn)納米粒子在主客體相互作用方面的應(yīng)用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴制備了具有不同組成及結(jié)構(gòu)的離子液體單體，包括：氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑離子液體、溴化1-乙烯基-3-羥乙基咪唑離子液體、氯化4-乙烯基芐基三苯基鏻離子液體、3-(4-乙烯基苯)-1-乙烯基咪唑氯離子液體，用1H-NMR、13C-NMR對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)表征，并對其熔點(diǎn)進(jìn)行了測定；⑵基于聚離子液體溫度敏感性納米凝膠的制備，通過選擇性溶劑中的三元共聚一步制備了

5、基于離子液體的納米凝膠，結(jié)果表明該納米凝膠在降低溫度時(shí)能形成穩(wěn)定的宏觀凝膠，并且該轉(zhuǎn)變是一個(gè)可逆過程，而不加入功能離子液體，所得的納米凝膠不具有溫敏性，證明通過引入含有羧基、羥基功能離子液體進(jìn)行三元共聚是一種制備基于聚離子液體溫敏性納米凝膠的有效方法和途經(jīng)。采用FT-IR、熱分析、SEM、動(dòng)態(tài)光散射、濁度法、變溫紅外譜圖等手段表征了該溫度性納米凝膠的結(jié)構(gòu)、形貌、性能等，并對其響應(yīng)性機(jī)理進(jìn)行了探討；⑶基于主客體相互作用的超分子聚合物凝膠的

6、制備，根據(jù)文獻(xiàn)制備了主體分子CB[n]（n=5-8），通過1H-NMR對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，同時(shí)，通過三元交聯(lián)共聚制備聚合物納米凝膠的方法，制備得到了含有萘環(huán)的交聯(lián)聚合物納米凝膠客體分子，還制備了另一種客體分子——聯(lián)紫精，通過主客體之間的π-π堆積、電荷轉(zhuǎn)移相互作用制備得到了超分子納米凝膠。采用核磁共振、動(dòng)態(tài)光散射、紫外可見光譜、SEM等手段對納米凝膠主客體之間的相互作用及形貌進(jìn)行了表征，并考察了不同碳鏈長度以及不同投料比對超分子聚合物形