温敏性聚合物复合体系低临界溶解温度的研究

研究了温敏性N-异丙基丙烯酰胺的均聚物(PNIPAm)及其共聚物P(NIPAm-co-KYD)与十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、乙二胺四乙酸(EDTA)、盐等复配体系的低临界溶解温度(LCST)的变化规律。单因素复配体系中,wEDTA为0.1%时,体系LCST从33℃降低到25℃,增大到0.2%时,LCST下降趋于缓慢;wCTAC在0.5%-3.0%范围内,LCST先上升后下降,但wCTAC在0.5%-1.0%内相转变很不明显,超过1.5%后相转变又趋于明显;而无机盐能使体系LCST线性下降;多因素复配体系中LCST变化较缓和,易于控制且相转变现象明显。

β-环糊精的低临界溶解温度现象及其在有序纳米孔道片晶制备中的应用

将β-环糊精(β-CD)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,加热至140℃后有大量白色晶体析出.扫描电子显微镜观察发现析出物为β-CD片状结晶.红外光谱(IR)和核磁共振波谱(NMR)结果证明了片状结晶的化学结构与β-CD原料相同.热重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)分析结果证明片状结晶的理化性质与β-CD原料相同.X射线衍射分析(XRD)测试结果表明,β-CD片晶的结晶结构与β-CD原料不同.利用Diamond软件模拟了具有开通管道结晶结构的β-CD晶体的XRD谱图,发现其与实测的β-CD片晶谱图基本相符,说明β-CD片晶具有有序纳米开通管道结晶结构.比表面积测试和酚酞吸附实验进一步证实β-CD片晶具有比β-CD原料更大的比表面积和更好的吸附性能.

光响应温敏嵌段共聚物的合成及其低临界溶解温度的后调控研究

利用原子转移自由基聚合(ATRP),以端基修饰2-溴-2-甲基丙酰基的聚乙二醇(PEG-Br)引发温敏单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和光活性单体邻硝基苄基丙烯酸酯(NBAE)共聚,制备得到具有光响应特性的温敏嵌段共聚物.动态光散射实验和紫外-可见吸收光谱表明,该聚合物的低临界溶解温度(LCST)可以通过紫外光照(λ≥310nm)进行后调控,在10mmol/L pH 7.4磷酸缓冲液(PBS)中,可获得聚合物LCST达约26℃的调控幅度.该光响应温敏嵌段共聚物具有良好的水溶性,LCST可调控范围广,产物稳定,有望应用于建立新型药物控制释放系统.

pH及温度双重敏感性纳米粒水凝胶的制备及表征

目的:制备具有pH及温度双重敏感性的纳米水凝胶,并使其粒径控制在100nm以下。方法:利用聚合沉淀法合成聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPA)及聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)(PNIPA-co-AA)纳米水凝胶。通过马尔文粒度仪与透射电子显微镜考察了纳米水凝胶的粒径分布,并以500nm处的透光率表征了PNIPA与PNIPA-co-AA的低临界溶解温度(LCST)和pH敏感特性。结果:通过调节表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),得到了25～250nm不同粒径大小的纳米水凝胶;PNIPA-co-AA的LCST与参与共聚的丙烯酸单体有关,其LCST可由34℃(PNIPA的LCST)提高至35～45℃;同时PNIPA-co-AA对pH具有较好的敏感性。结论:PNIPA-co-AA纳米水凝胶有望成为智能型控释和靶向性药物载体。

PDMAEMA的ATRP法合成及其温度/pH敏感性行为研究

采用原子转移自由基聚合法合成了聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA),研究了聚合物在水中的pH/温度敏感行为。结果表明,当溶液pH值小于聚合物离解常数(pKa)时,聚合物链呈现舒展构象,无相变;当pH值大于pKa时,PDMAEMA发生去质子化作用,部分聚合物析出,且对应的低临界溶解温度值随pH升高而降低。同时,PDMAEMA在水中的平衡溶胀度随pH值增大及温度升高而降低,即PDMAEMA具有明显的pH及温度敏感特性。

温度/pH敏感性P(MAA-g-DEAM)共聚物水溶液的相行为

利用大分子单体技术通过自由基共聚法合成了由甲基丙烯酸(MAA)和N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAM)组成的几种不同组成的P(MAA-g-DEAM)接枝共聚物.通过UV-Vis透光率的测定和荧光探针技术,对共聚物水溶液的相行为进行了研究.研究表明,此接枝共聚物具有相互独立的温度和pH敏感性;几种组成不同的P(MAA-g-DEAM)接枝共聚物具有基本相同的低临界溶解温度(LCST);它们的临界相变pH与接枝共聚物的组成有关,温敏性PDEAM枝链的接枝率越高,其临界相变pH越高.pH>5.5时,接枝共聚物的主链是一种较为松散的线团构象;pH<5.5时,接枝共聚物的主链是一种较为压缩的线团构象.这种接枝共聚物高分子聚集体在新的纳米复合材料的合成方面有可能获得应用.

温度对温敏性固定化酶的相对活力影响研究

以N 异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM)均聚凝胶和N 异丙基丙烯酰胺与丙烯酰胺 [P(NIPAM -AM) ]共聚凝胶为载体制备了四种温敏性固定化酶。其相对活力 (f)随温度的升高而降低 ,在凝胶低临界溶解温度LCST(32 0℃ )附近骤降 (均聚枯草杆菌蛋白酶的f在 32 0℃前后由 86 2 %降至 18 8% ) ,即高温下 (LCST以上 )酶从凝胶中释放出来 ,说明温敏性凝胶可用作生物固定化催化剂的功能性载体。

聚N，N-二乙基丙烯酰胺低聚物水溶液的分子动力学研究

对50个单元构成的聚N,N-二乙基丙烯酰胺(PDEA)低聚物的水溶液体系进行了分子动力学的研究,分别模拟了300 K时的伸展链、310 K时的伸展链以及紧缩链与水构成的体系,对溶液中PDEA周围溶剂水分子的分布情况以及水分子形成氢键的情况进行了统计,结果表明在PDEA周围的水产生了比本体水更有序的结构,形成了更多的氢键,这种有序结构维持到第二水合层甚至更远.发生相分离后,PDEA与水分子形成的氢键大部分未被破坏,水合层中每个水分子形成的氢键数也没有明显变化,但水合层(形成有序结构的水分子)内水分子数目的减少使得总的氢键数目减少,从而造成体系能量增加及熵增加.同时还研究了聚合物及水分子的自扩散系数,表明PDEA影响周围水分子结构的同时,对水的动力学性质也产生了很大影响.

温度/pH双敏感聚合物及其负载金属酞菁的制备与表征

通过反应性金属酞菁(Zn-TDTAPc)与N-异丙基丙烯酰胺?丙烯酸共聚物P(NIPAAm-co-AA)反应制备得到不同比例的温度?pH双敏感金属酞菁聚合物:Zn-TDTAPc-p(NIPAAm-co-AA)。通过紫外-可见光光谱、原子吸收光谱、傅立叶红外光谱、核磁共振等对其进行表征,结果表明:Zn-TDTAPc已经成功键合到温度?pH双敏感聚合物上。这类聚合物的低临界溶解温度(LCST)可以通过改变共聚物中丙烯酸的含量来调节,随着丙烯酸含量的增加,该锌酞菁聚合物的LCST随pH值的增加而升高越明显。因此,可以通过改变温度?pH双敏感金属酞菁聚合物的相变温度来拓宽其应用范围。

温度敏感型水凝胶

目的综述以PNIPAm水凝胶为代表的温度敏感型水凝胶的性质及其在药学方面的应用。方法针对目前存在的问题,阅读国内外相关文献资料,进行分析整理和归纳。结果聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)水凝胶具有一个较低临界溶解温度(LCST,33℃)或相转变温度(Ttr),具有温度敏感特性。PNIPAm水凝胶的这种特殊性能己被广泛应用在许多领域中,如药物的控制释放。结论人们对于这类凝胶的敏感机制尚未取得共识,其在应用领域的研究尚有待于进一步的开发。

温度刺激响应型水溶性聚合物的研究进展

刺激响应型聚合物是材料学科研究的新领域,温度刺激响应型水溶性聚合物是刺激响应型聚合物的一个重要组成分。本文介绍了温度刺激响应型水溶性聚合物的响应机理和研究近况,并展望了未来的发展趋势。

聚(N-乙烯基己内酰胺)的合成及温度响应性能研究

用可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合合成了分子量分布较窄的聚(N-乙烯基己内酰胺)(PNVCL),用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行了表征;用浊度法研究了无机盐、糖以及表面活性剂对PNVCL溶液低临界溶解温度(LCST)的影响。结果表明,NH4Br、NaBr、NH4Cl、NaCl使PNVCL溶液的LCST降低,但KI使PNVCL溶液的LCST升高,LCST降低或升高的程度主要取决于盐中阴离子的种类和离子浓度:糖的结构和浓度对PNVCL溶液的LCST有影响,十二烷基磺酸钠(SDS)则使PNVCL溶液的LCST升高。

新型温敏共聚物P(NVCL-co-DMAM)的研制及其对水基钻井液低温流变性调控

温度敏感型聚合物可以随温度变化而改变分子构象,随之改变其亲疏水特性,从而对钻井液内固相颗粒与聚合物之间的网状结构做出调整。采用温敏单元N-乙烯基己内酰胺(NVCL)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,合成一种新型温敏共聚物P(NVCL-co-DMAM),表征其分子结构与分子质量及其分布,并研究矿化度、pH值和共聚物质量分数对其低临界溶解温度(LCST)的影响。利用共聚物的温敏特性,研究其对水基钻井液低温流变性的调控能力。结果表明:P(NVCL-co-DMAM)可在4~60℃对深水水基钻井液的流变性进行有效调控,同时该聚合物具有较强的耐温、抗盐能力,可经受钻井液的温度交替变化。

温度/pH双敏感性接枝共聚物P(MAA-g-NIPAM)相行为研究

利用大分子单体技术通过自由基溶液聚合合成了不同组成的接枝共聚物聚(甲基丙烯酸-g-N-异丙基丙烯酰胺)(P(MAA-g-NIPAM)),通过UV透光率的测定和荧光探针技术对接枝共聚物在稀水溶液中的相行为进行了研究.结果表明,接枝共聚物P(MAA-g-NIPAM)具有温度和pH值的双重敏感性,不同组成的P(MAA-g-NIPAM)具有基本相同的低临界溶解温度(LCST).当溶液的pH<6时,随着pH值的降低P(MAA-g-NIPAM)的主链从较为松散的线团构象变为较为压缩的线团构象.

快速响应P(MEO_(2)MA-co-OEGMA_(475))温敏水凝胶的合成及性能研究

为了提高温敏水凝胶的响应速率,以2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO_(2)MA)和寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA_(475))为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,聚乙二醇6000为成孔剂,通过紫外线引发聚合制备了P(MEO_(2)MA-co-OEGMA_(475))温敏水凝胶。通过红外光谱(FT-IR)、凝胶色谱(GPC)、差示量热(DSC)等手段对水凝胶的结构、分子量和热性能进行表征,通过紫外-可见吸收光谱研究了不同投料比制备的P(MEO_(2)MA-co-OEGMA_(475))的温敏性质,并研究了PEG 6000添加量对水凝胶平衡溶胀率、溶胀速率和退溶胀速率的影响。结果表明:制备了P(MEO_(2)MA-co-OEGMA_(475))水凝胶,P(MEO_(2)MA-co-OEGMA_(475))的低临界溶解温度随OEGMA_(475)用量的增加而逐渐增大。水凝胶的平衡溶胀率、溶胀速率和退溶胀速率随PEG 6000用量的增加而逐渐增大,其中当其用量为10%时,水凝胶的平衡溶胀率达到670%,50min内吸水140%,5min内失水达到70%。

N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温敏性

采用自由基水溶液聚合方法制备出了N-异丙基丙烯酰胺(N IPA)温敏共聚物P(AM-N IPA);首次在P(AM-N IPA)结构中引入丙烯酸钠(N aAA)单体结构单元,合成了离子型共聚物P(AM-N IPA-N aAA);考察了共聚物P(AM-N IPA)和P(AM-N IPA-N aAA)溶液温敏性的影响因素;分别采用荧光光谱分析法以及乌氏黏度计稀释法对共聚物溶液温敏机理进行了研究。结果表明,不同共聚单体的配比以及单体含量对共聚物溶液低临界溶解温度(LCST)均有显著影响;当温度高于共聚物低临界溶解温度时,共聚物分子链上的疏水基团的缔合作用增强,导致疏水聚集结构的形成,聚合物分子链发生去溶剂化作用,在共聚物稀溶液中表现为线团收缩,在共聚物亚浓溶液中表现为共聚物分子间聚集发生相分离。

基于NIPAM和HEMA的温敏性共聚物水溶液性能研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为原料,采用水溶液自由基聚合法制备了N-异丙基丙烯酰胺基温敏水溶性共聚物P(NIPAM-HEMA-AM)和P(NIPAM-HEMA-AM-NaAA)。研究了无机盐及聚合物结构对共聚物低临界溶解温度(LCST)的影响,考察了共聚物浓度、盐浓度、表面活性剂浓度对共聚物溶液流变性能特别是粘温特性的影响。结果显示,随着盐浓度的增加,共聚物溶液的LCST呈下降趋势。共聚物浓度较高时,在LCST附近表现出显著的升温增稠性。在P(NIPAM-HEMA-AM-NaAA)溶液中加入NaCl后溶液黏度增加,升温增稠效应明显。

含疏水链节的聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温敏性

采用溶液聚合法合成了一系列N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯的无规共聚物,用浊度观测法和光散射法测定了不同共聚物水溶液的温敏相转变行为。结果表明:所得共聚物的低临界溶解温度(LCST)均低于均聚物PNI-PAM的,酯类单体的结构和含量对共聚物的LCST有显著影响,其中酯基上的烷基对共聚物LCST的影响能力大于丙烯酸酯α位上的烷基,前者对增大共聚物的疏水性有更大贡献。通过NIPAM与特定丙烯酸酯单体进行无规共聚可以合成转变温度低于PNIPAM均聚物且具有预设LCST数值的水溶性温敏聚合物。

温敏性高分子水凝胶制备及灭火性能研究

采用自由共聚的方法合成了一种温敏性水凝胶,分析了不同质量分数凝胶的低临界溶解温度(LCST)和粘度变化,分别采用水、浙江大学胶体灭火剂B和温敏性水凝胶对1A堆垛进行灭火实验,通过辐射热探头和热电偶分别对灭火过程中的辐射热和温度变化进行采集,结果表明在相同的供给强度下,温敏性水凝胶灭火剂的灭火时间最短,消耗的灭火剂用量最少,灭火后所产生的水渍损失最小,而且灭火后火场残留物易于清理,通过对灭火过程中的危险气体进行检测,结果表明没有额外毒害气体产生。

温敏增稠固井水泥外加剂的合成与性能研究

目前在深井、超深井固井过程中,因井底循环温度过高,常导致水泥浆体系稠度逐渐变稀,稳定性变差,针对这一问题,设计合成了一种具有温敏增稠作用的聚合物.通过红外、核磁对该聚合物的结构进行表征,利用TG对该聚合物进行了耐热性能分析,采用流变仪测试了该接枝聚合物水溶液在不同温度条件下的流变性能.结果表明,该温敏接枝聚合物具有良好的耐热性并且在水溶液中具有独特的高温增稠性能.将该聚合物应用于水泥浆体系中,并进行了沉降稳定性测试和高温高压稠化性能测试,结果表明该温敏增稠聚合物能明显改善水泥浆在高温高压条件下的稳定性.