紫外光引发低密度聚乙烯接枝聚N-异丙基丙烯酰胺的温敏改性

以二苯甲酮(BP)为光敏剂,采用两步表面光接枝法将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)单体接枝到低密度聚乙烯(LDPE)表面,赋予LDPE表面温敏性。通过红外光谱和扫描电子显微镜等对LDPE-g-PNIPAAm的结构进行了表征;采用调制差示扫描量热分析技术和表面水接触角测定法研究了LDPE-g-PNIPAAm的温敏性;讨论了引发剂浓度、光还原时间、单体浓度和光照时间对接枝率的影响。结果表明,LDPE-g-PNIPAAm具有温敏亲/疏水性,其低临界溶解温度(LCST)在33℃左右。增加引发剂浓度、单体浓度、延长光还原时间和光照时间都能使接枝率增加;且可以通过调节这4种因素来控制接枝率。

聚N-异丙基丙烯酰胺接枝核孔膜微观结构及温敏响应特性

采用等离子体诱导填孔接枝聚合法在聚碳酸酯核孔(PCTE)膜上成功地接枝了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪和水通量实验,系统地研究了PNIPAM-g-PCTE膜的化学成分、微观结构和温敏特性,以期为环境感应型开关膜的设计和制备提供指导.结果表明,PNIPAM被均匀地接枝在PCTE膜表面和膜孔中;当填孔率F<44.2%时,PNIPAM-g-PCTE膜的膜孔由于孔内接枝物的体积变化而表现出温敏开关特性,并且膜孔径随着F的增大而减小;当F>44.2%以后,水溶液中膜的膜孔被溶胀的PNIPAM接枝链堵塞,此时PNIPAM-g-PCTE膜不再具有温度开关特性;40 ℃时膜孔被完全堵塞的临界填孔率范围在30%～40%之间;随着温度从25 ℃增加到40 ℃,PNIPAM-g-PCTE膜表面的接触角也从58.5°增加到87.9°;PNIPAM-g-PCTE膜水通量的温敏开关特性主要取决于膜孔径的变化,而不是膜表面亲水性的改变.

海藻酸钠与N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚及其温度、pH敏感特性研究

采用单铈盐引发体系制备海藻酸钠/聚N异丙基丙烯酰胺接枝共聚物(SAgPNIPAAM),考察了引发剂浓度、反应温度、反应时间、单体浓度对接枝率的影响,并利用FTIR、DSC对SAgPNIPAAM进行了表征;结果表明,单铈盐引发体系可制备接枝率高的SAgPNIPAAM,具有温度、pH敏感特性的SAgPNIPAAM可望用于新型温敏/肠溶生物功能材料。

纤维素纳米纤维接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备与表征

将具有温度响应的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)接枝到电纺纤维素纳米纤维膜上,制备温度响应型纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm-g-Cell)纳米纤维水凝胶。研究接枝单体(N)与纤维素(c)的质量比、反应温度、反应时间和引发剂浓度对产物接枝率、溶胀性和形貌的影响。结果表明,最佳聚合反应条件为m(N)∶m(c)=15∶1、反应温度40℃、反应时间3 h、引发剂浓度为10 mmol/L,得到PNIPAm-g-Cell接枝率和溶胀率分别为35%和31%。与PNIPAm相比,PNIPAm-g-Cell水凝胶的低临界相转变温度(LCST)显著升高,说明亲水性纤维素的引入改变了体系的亲疏水平衡。去溶胀动力学测试表明,0.5 min内接枝率为25%和35%的水凝胶保水率分别降低至93%和61%。说明接枝率越高PNIPAm-g-Cell水凝胶对温度的响应速度越快,对温度越敏感。

温敏功能棉纤维:过硫酸铵引发棉接枝聚N-异丙基丙烯酰胺

选用过硫酸铵APS作为引发剂,水作为溶剂,通过沉淀自由基接枝聚合引发棉纤维接枝PNIPAAm。红外分析和电镜观察均表明棉已成功接枝上PNIPAAm,获得了棉纤维接枝PNIPAAm共聚物(接枝棉);采用质量法计算接枝棉的接枝率,并研究了单体和引发剂浓度对接枝率的影响;MDSC测试表明接枝棉在PNIPAAm的LCST附近(33℃)显示了温敏性,且对应的可逆焓变随接枝率的增大而增大。通过测量不同环境温度下水滴在接枝棉表面的接触角表征接枝棉的温敏亲/疏水性,并研究了接枝率对接枝棉的温敏亲/疏水性影响。通过滴水试验(AATCC 79-2000标准)测量不同环境温度下水滴完全浸入接枝棉的浸润时间表征了接枝棉的温敏吸水性。该接枝体系组成简单,操作容易,所选水溶剂对环境无污染、环保。

乙基纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物合成及其胶束化研究

通过单电子转移"活性"/可控自由基聚合的方法制备了具有双亲性及温度响应性的乙基纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物(EC-g-PNIPAm).通过凝胶渗透色谱、核磁氢谱和红外光谱等对合成的接枝共聚物进行了表征.我们发现此反应在混合溶剂四氢呋喃/甲醇的混合溶剂中是活性可控的.EC-g-PNIPAm接枝共聚物能够在选择性溶剂水中发生自组装现象,形成稳定的以乙基纤维素为核、聚N-异丙基丙烯酰胺为壳的球形胶束.并且随着温度的升高,支链聚N-异丙基丙烯酰胺发生塌缩使得球形胶束发生收缩.

PNIPAAm接枝PAN/PSt热敏性聚合物微球的制备

用链转移自由基聚合和端基置换反应,合成了聚N-异丙基丙烯酰胺(PN IPAAm)热敏性大分子单体。以此为反应性分散稳定剂,在与丙烯腈/苯乙烯进行的三元分散共聚合中,一步合成了PN IPAAm接枝聚丙烯腈/聚苯乙烯聚合物微球。用透射电子显微镜(TEM)和激光光散射(LLS)对微球进行了表征,实验结果表明:合成得到的聚合物微球其粒径均一、分散稳定性好,并具有明显的热敏性特征,为一类新型聚合物微球。

温敏性P(NIPAM-co-NMAM)-g-(PLLA-g-MAAH)接枝共聚物的合成、表征与胶束行为

以AIBN为引发剂,AET·HCl为链转移剂,通过自由基聚合制备了具有温敏性的P(NIPAM-co-NMAM)-g-(PLLA-g-MAAH)接枝共聚物.通过NMR、FTIR和GPC分析研究了生成的接枝共聚物的化学结构、相对分子质量及相对分子质量分布;利用DLS和TEM手段对产物的粒子尺寸、分布及其形貌进行了研究;利用透光率及表面张力测定研究了其温敏行为及胶束化行为.实验结果表明,合成的P(NIPAM-co-NMAM)-g-(PLLA-g-MAAH)接枝共聚物在水溶液中形成近似球形胶束,平均粒子尺寸约20 nm,具有最低临界溶液温度约42℃,临界胶束浓度约28 mg/L.MTT试验表明合成的共聚物无细胞毒性或有轻微毒性,有望成为一种有潜力的生物医用材料.

H_(2)O_(2)-H_(2)A引发的PNIPAAm接枝棉纤维的制备与功能性研究

以双氧水-抗坏血酸(H_(2)O_(2)-H_(2)A)为引发剂,水为溶剂,通过溶液自由基接枝聚合反应引发棉纤维接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)。红外分析表明,PNIPAAm已成功接枝到棉纤维上。研究单体浓度固定时引发剂浓度对棉纤维接枝率的影响,测量不同温度下水滴在接枝棉表面的瞬时接触角,结果表明在最低临界溶液温度(LCST)左右接枝棉具有温敏亲/疏水性。在不同温度下对接枝棉进行滴水试验,即将水滴加到接枝棉上观察其完全吸收的时间,不同温度下的浸润时间差值越大,接枝棉温敏吸水性越强,当引发剂溶度为0.06 mol/L时,接枝棉的温敏吸水性最强。

温敏型聚偏氟乙烯膜材料的合成及表征

以经碱处理的聚偏氟乙烯(PVDF)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)作为聚合单体,分别采用偶氮二异丁腈(AIBN)和过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,合成了PVDF-g-PNIPA接枝共聚物。设计了反应时间、单体配比和反应温度三因素三水平的正交试验,并通过红外光谱和核磁共振谱对产物进行表征,计算接枝率。讨论了反应条件及不同的引发剂对接枝率的影响。结果表明:AIBN引发剂在较高温度、较长反应时间下有着更高的接枝率;而BPO引发剂在较低温度、较短反应时间下比相同条件下的AIBN更优秀。

PNIPAAM类材料接枝方法的研究现状

聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAM)是现今研究最多、发展最快的一种新型热敏性聚合物,但其较差的机械强度限制了它的应用效果。为克服这一不足,将PNIPAAM接枝于其它力学性能较好的高分子基材上是一种可行的方法,同时也可在一定程度上赋予高分子基材某些特殊的性能。综述了近年来有关聚N-异丙基丙烯酰胺的主要接枝聚合方法,如射线辐射接枝、溶液自由基接枝、光引发接枝、低温等离子体接枝等以及其国内外的研究现状。

特殊形态接枝高分子颗粒的合成

PEG macromonomer having one methacryloyl end group for per polymer chain was selected as reaction stabilizer. The distribution of molecular weight of the macromonomer was less than 1.1 based on the GPC analysis. Poly(acrylonitrile/styrene) particles with sub-micron sizes were prepared by dispersion copolymerization of acrylonitrile with styrene by using 2,2-azobisisobutyronitrile(AIBN) as a free radical initiator in the presence of PEG macromonomer in V(ethanol)∶V(water)=7∶3 mixed solvents at 60 ℃ for 24 h. The particles having narrow size-distribution were obtained and studied by transmission electron microscopy(TEM) and laser light scattering(LLS). The surfaces of the particles have unusual structures(strawberry form or wheel form shows) which can be control by changing molecular weight of PEG macromonomer and other reaction conditions. The structure of the freeze-dried particles was investigated by X-ray diffraction(XRD) system and showed a distinct diffraction peak at 2θ=22.6°, indicating that the particles are crystallized.

PVDF-g-N-IPAAm温敏膜的辐射合成及性能研究

用γ共辐射接枝的方法,将N-异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide,N-IPAAm)接枝到聚偏氟乙烯 (Poly vinylidene fluoride,PVDF)微孔膜上。通过扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)、傅立叶转换红外光谱(Fourier transform infrared,FT-IR)和X光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)技术对微孔膜的接枝情况进行了表征,并同时通过接触角、电导和水通量测试研究了接枝微孔膜的表面改性、渗水性能和温敏性能。结果表明,通过共辐射接枝方法成功将N-IPAAm接枝到了PVDF微孔膜的表面及孔内,由此改善了微孔膜的亲水性,并使其具有明显温度敏感性能,即在低临界溶解温度(Lower critical solution temperature,LCST)上下其微孔膜的水通量发生显著变化。

负载金纳米粒子的表面凹凸型聚合物微球的制备及其催化性能

通过链转移自由基聚合和端基置换反应合成了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)大分子单体,使其与丙烯腈和苯乙烯进行三元分散共聚,制得了表面具有凹凸形态的PNIPAAm接枝聚丙烯腈/聚苯乙烯聚合物(PNAS)微球。以四氯金酸为Au源,分别在50℃下进行醇热还原和室温紫外光还原,将与PNIPAAm酰胺基配位的Au3+原位还原成Au纳米粒子,负载在PNAS微球的表面。采用透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光吸收光谱等方法对PNAS微球负载Au纳米粒子(Au-PNAS)进行了表征。表征结果显示,Au纳米粒子较均匀地负载在PNAS微球表面;采用醇热还原法,当c(Au3+)=0.0025mmol/L时有70%的Au纳米粒子的粒径小于10nm;采用紫外光还原法得到的Au纳米粒子的粒径相对较大,Au纳米粒子呈现多种形态;Au-PNAS微球具有良好的催化活性,在30min内可基本上将对硝基苯酚催化还原为对氨基苯酚。

新型温敏性中空纤维膜的制备与表征

采用自由基聚合方法对中空纤维膜(hollow fiber membranes,HFMs)进行了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)的接枝聚合,制备了一系列PNIPAAm-g-HFMs,同时考察了成纤维细胞在PNIPAAm-g-HFMs表面的培养与降温脱附情况。傅里叶红外光谱和元素分析结果表明PNIPAAm成功地在中空纤维膜上接枝聚合。动态接触角分析结果显示,当温度降至LCST以下,PNIPAAm-g-HFMs表面接触角明显降低;蛋白黏附测定结果进一步证实了当温度发生改变时,PNIPAAm-g-HFMs表面呈现亲疏水性质变化,即具有温敏性。37℃时,成纤维细胞在HFMs-0.005,HFMs-0.01和HFMs-0.05表面均能正常黏附、铺展与增殖;而HFMs-0.2不适宜细胞的黏附与生长。降温孵育后,黏附于PNIPAAm-g-HFMs表面的细胞发生明显的形态变化并从其表面发生脱附,细胞脱附率高达90%以上。以上实验结果表明,PNIPAAm-g-HFMs具有良好的温敏性,可实现细胞的降温脱附,可与生物反应器相结合用于贴壁型细胞的大规模扩增与降温收获。

Laponite在高聚物/粘土温敏片状结构胶中的定向排列

有机/无机杂化材料由于其特性长期以来一直是人们研究的热点。阳离子聚(N-异丙基丙烯酰胺)接枝共聚物(PDMA+-PNIPAm)的浓溶液具有温度响应性的可逆凝胶-溶液相转变。研究发现,人造粘土Laponite分散在接枝共聚物水溶液中,两组分间自组装生成微米级的片状结构胶。偏光显微镜观察到Laponite粘土粒子在片状结构中取向排列,形成薄片的经络。微米级片状结构胶在水中均匀分散,自然晾干的过程中片状结构胶之间再次交联,形成不可再分散的杂化水凝胶。水凝胶具有良好的吸水性,吸水后的水凝胶具有灵敏的温度刺激性收缩或舒张。