两亲聚合物的合成方法及应用
两亲聚合物的合成及其在聚偏氟乙烯膜改性中的应用
膜 科 学
与 技 术
V61. 27
No . 3
M E M 13R A N E 义 二 N C E A N D I ， C H N O L ( X 玉 IE E Y
J u . 200 7 n
文章编号:1007 一 8924 (2007 )03 一 0025 一 05
1.5.3 膜截留率(R )测定 将计在 27 n 下测定原液和 8 r 透过液的吸光度， 并根据下式计算截留率:
滤液吸光度 R = (1一 ) x 100% 原液吸光度
大 子 体〔 ’， 分 单 ’ 5〕 3一 并进一步 通过大 体法合 两 单 成了 亲 合 〔’.采用L一 相转化法， 聚 物 ‘7〕 “ ， 5 将合成的 两亲
聚合物添加到聚偏氟乙烯膜材料中共混制膜. 考察了
收稿 日 : 2005 一 一 修改稿收到日 2005 一10 一 期 07 28; 期: 20 基金项 目: 河南省自 然科学基金资助项目 1 105 800 (04 1 ) 作者简介 :
1.2 主要仪器及测试设备 F f 一IR红外光谱仪 ， 51)XB型， 美国尼高力
少明(196 一 ， 河南省汝南县人， 3 ) 男， 教授， 从事功能高分子材料研究 < s @z h.ed .cn> hgbg z u u
膜 科 学 与 技 术
第2 卷 7
(Nic l t 公司产品; Gf℃测定仪， 本岛津 L 一 o e) 日 C 10A p 型;PMn 型膜性能评价仪， v 国家海洋局杭州 水处理开发中心产品; 紫外可见分光光度计 UV 一 2000， 龙尼柯(上海) 仪器有限公司产品; C 00 CI J2 0 型接触角测定仪， 上海中晨数字设备有限公司产品‘
综述-pH敏感双亲性聚合物
pH敏感双亲性聚合物的研究进展摘要：pH敏感双亲性聚合物由于具有多种潜在的用途而引起广泛关注。
本文综述了pH敏感双亲性聚合物的概念，组成，分类，合成方法以及在药物输送中的应用，并对其发展趋势进行了展望。
关键词：pH敏感；双亲性；聚合物；共聚物；胶束；脂质体；纳米粒两亲性聚合物是指同一高分子中同时具有对两种性质不同的相(如水相与油相，两种油相，两种不相容的固相等)皆有亲和性的聚合物。
pH敏感性聚合物是其溶液相态能随环境pH、离子强度变化的聚合物。
已有理论研究结果表明，聚合物分子内及分子间交联作用力可以分为以下几种:氢键、范德华力、静电作用和疏水作用力[1]。
在pH响应体系中四种作用力共同起作用引发pH敏感性，其中离子间作用力起主要作用，其它三种作用力起到相互影响、相互制约的作用。
一般来说，具有pH响应性的高分子中含有弱酸性(弱碱性)基团，随着介质pH值、离子强度改变，这些基团发生电离，造成聚合物内外离子浓度改变，并导致大分子链段间氢键的解离，引起体相分子构型或溶解度的改变。
1．pH敏感双亲性聚合物的分类pH敏感双亲性聚合物有两大类：一是聚合物中包含弱酸、弱碱基团和聚电解质的化合物；二是聚合物中有能在酸性条件下水解的连接段[2]。
1.1包含有可离子化的弱酸、弱碱基团的聚合物和聚电解质化合物羧基是典型的弱有机酸聚合物取代基。
这一类可在较低pH下接受质子并在中性和较高pH 下放出质子，如聚丙烯酸(PAA)或聚甲基丙烯酸（PMAA）。
弱有机碱聚合物如聚(4-乙烯基吡啶)在较高pH下接受质子，在较低pH下放质子，如聚[甲基丙烯酸-2-(N,N-二甲氨基)乙酯](PDMAEMA)，侧基带有取代氨基，因而在中性或酸性条件下可获得质子[3,4]。
药物载体在酸性或碱性条件下，聚合物中pH敏感基团会水解断裂或极性发生变化，使得聚合物纳米粒子破裂，同时负载其中的药物会被释放出来[5-7]，释放过程中没有药物和载体之间没有化学键的变化。
两亲性接枝共聚物的制备研究进展综述
两亲性接枝共聚物的制备研究进展摘要：自50 年代起, 人们就开始了两亲性接枝聚合物的合成研究。
合成接枝共聚物常用方法有三种: (1) 大单体(macromonomer) 法, (2) 偶合接枝(graf t ingon to) 法, (3) 引发接枝(graf t ing f rom ) 法。
目前，两亲性接枝聚合物在生物医学，纳米材料等领域又有了新的研究进展关键字：两亲性高分子共聚物大单体偶合引发1. 制备1.1 大分子单体法大分子单体是一类末端含有可进一步聚合的官能基团的可聚合性中间体, 大分子单体和小分子单体共聚, 可以形成以大分子单体为接枝链, 小分子单体的聚合链为主链的接枝共聚物。
由于大分子单体结构明确, 种类繁多, 和各种小分子单体共聚可以得到数量巨大的接枝共聚物, 且接枝效率较高, 接枝共聚物组成可以通过调节大分子单体和小分子单体的配比进行控制, 有利于进行高分子的分子设计。
Rempp[1]等人合成了许多接枝共聚物, 他们主要研究了PEO 大单体的合成及其共聚反应。
根据制备大单体所用单体的类型可以选用自由基、阴离子、阳离子和缩聚合等方法, 并接上可聚合官能基团。
接上的方式有两种, 一种是在聚合末期用含有可聚合官能团的封端剂封端, 如(甲基) 丙烯酰氯(MAC)、乙烯基苄基氯(VBC) , 反应生成大分子单体。
另一种是聚合时引发剂本身即含有可聚合的官能基团, 聚合产物即为大分子单体, 有关这方面的工作谢洪泉曾综述报道过。
而大分子单体和小分子单体共聚时, 其共聚机理取决于大分子单体的端基类型和小分子单体的类型, 可按自由基共聚合、离子共聚合、配位共聚合、基团转移共聚合和逐步共聚合多种聚合机理进行, 有关这方面的工作封麟先等人[2]曾综述报道过。
1.2 偶合接枝法偶合接枝法常用来合成接枝共聚物。
这种方法主要是聚合物末端反应基团与另一聚合物链中“反应场所”反应。
M 1Tomo[3]等人利用转移酯化反应合成了PMMA - g- PEO 接枝共聚物, 反应过程如下所示:Candau等人合成了PS- g- PEO 接枝共聚物,P iirma[等人合成了(甲基苯乙烯- 环氧乙烷) 接枝共聚物。
磺化聚苯乙烯两亲聚合物
磺化聚苯乙烯两亲聚合物全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：磺化聚苯乙烯两亲聚合物（Sulfonated Polystyrene Amphiphilic Polymer，SPAP）是一种具有独特结构和性质的聚合物材料，具有两性化合物的疏水结构特性和亲水性分子结构特点。
它在化学、医药、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
磺化聚苯乙烯两亲聚合物的制备方法主要有两种：一种是将聚苯乙烯分子中的苯环上的氢原子用磺酸进行磺化反应，形成具有亲水性的磺基结构，从而使聚苯乙烯转变为具有两性的两亲聚合物；另一种是通过聚合反应，在聚苯乙烯主链上引入磺基单体进行共聚，实现磺基单体与苯环结构的共轭作用，形成磺基共聚聚合物。
磺化聚苯乙烯两亲聚合物具有许多独特的性质和应用特点。
它具有疏水性和亲水性双重性质，可以在非极性有机溶剂和极性水溶液中均表现出良好的分散性和溶解性；由于其疏水部分具有聚合物链的柔软和亲水部分具有极性分子的亲水性，因此可形成大分子的稳定胶体系统，广泛应用于润湿剂、乳化剂等领域。
磺化聚苯乙烯两亲聚合物还具有优异的生物相容性和生物活性，可用作医用材料、药物载体等，在生物医学领域有着重要的应用前景。
可以将药物嵌入磺化聚苯乙烯两亲聚合物的胶体系统中，实现药物的定向释放和控制释放，提高药物的生物利用度和疗效。
磺化聚苯乙烯两亲聚合物具有多样化的结构和性质，具有广泛的应用潜力和发展前景。
在未来，随着材料科学和医学领域的不断发展，磺化聚苯乙烯两亲聚合物将在更多领域展现出其独特的优势和价值，为人类生活和健康带来更多的福祉。
第二篇示例：磺化聚苯乙烯（SPS）是一种具有两亲性的聚合物，具有独特的性质和应用领域。
它是一种重要的功能性聚合物，广泛应用于电解质膜、离子交换膜、膜电极等领域。
在本文中，将介绍磺化聚苯乙烯两亲聚合物的制备方法、性质特点和应用领域。
一、磺化聚苯乙烯两亲聚合物的制备方法磺化聚苯乙烯两亲聚合物的制备方法主要包括两步：首先是合成苯乙烯基聚合物，然后进行磺化反应。
两亲性聚合物的合成与性能研究
面活性；ＰＦＡＭ几乎不溶于通常的有机溶剂。由此可见，由于亲水基团、疏水 基团与可聚合双键的Ｙ形连接点结构不同，单体及均聚物的性能差异显著。作 为对照研究，合成了与ＦＡＭ结构类似的非氟单体，Ｎ．（十二烷基）．Ｎ．（３，６，９．三
氧杂癸基）丙烯酰胺（ＣＡＭ）。其均聚物ＰＣＡＭ在通常的非极性溶剂中溶解性 良好，在强极性溶剂中溶解性较差，这充分表明碳氟链与碳氢链对聚合物的性 能有显著影响。 ２．合成了一系列ＦＡ及ＦＡＭ与甲基丙烯酸．２．（二甲胺基）乙酯（ＤＭＡＥＭＡ） 的嵌段及无规共聚物，系统考察了两亲性单体结构、含量及在聚合物分子内的
ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ
ｕｎｉｑｕｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｌｏｗ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｎｅｒｇｙ，ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｅｉｔｙ，ｌｉｐｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ，ｌｏｗ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ，ｌＯＷ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｏｎ
ｃｏｎｓｔａｎｔ。ａｎｄ ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ
ｎｏ
ｃａｎ
ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ
ｔｏ
ｆｏｒｍ
ａ
ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｓｏｌｖｅｎｔｓ，ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｏｆ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ，ａｎｄ ｉｎ ｂｕｌｋ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｐｈａｓｅ
ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
ｂｅｔｗｅｅｎ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ
３。设计、合成了Ｙ形非氟两亲性单体，Ｎ．十二烷基－Ｎ．（３，６，９．三氧杂癸 基）．４．乙烯基苄胺（ＳＣＴ），分别与Ｎ．乙烯基咔唑（ＶＫ）及Ｎ．（４．乙烯基苄基） 咔唑（ＳｔＫ）进行共聚，制备了一系列嵌段与无规共聚物。初步研究了聚合物对 多壁碳纳米管（ＭＣＮＴ）在不同溶剂中的分散作用，考察了咔唑单体结构、ＰＳＣＴ 链段长度及共聚物结构对聚合物分散ＭＣＮＴ性能的影响。结果显示，共聚物在
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
广东化工 2013年第1期· 54 · 第40卷总第243期两亲聚合物的合成方法及应用蔡晓新，郝阿辉，刘秋霞，陈振远，吴世易，吴旭*(广州大学化学化工学院，广东广州 510006)[摘要]文章对两亲聚合物的合成方法及应用进行了综述。
两亲聚合物可通过胶束共聚合、溶液聚合、分散聚合、主链接枝法等方法合成。
目前已广泛应用于成膜材料、药物运输、降低稠油粘度、稳定金属胶体、处理污染体系等领域，具有良好的市场前景。
[关键词]两亲聚合物；合成方法；应用[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2013)01-0054-01Synthesis and Application of the Amphiphilic PolymersCai Xiaoxin, Hao A’hui, Liu Qiuxia, Chen Zhenyuan, Wu Shiyi, Wu Xu*(Department of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China) Abstract: The synthesis and application of the amphiphilic polymers were reviewed. The amphiphilic polymers could be synthesized via micelle copolymerization, solution polymerization, dispersion polymerization and matrix polymerization. Amphiphilic polymers were applied to various fields like membrane material, transportation of medicine, viscosity reducer, disposing polluted solution and so on.Keywords: amphiphilic polymers；synthesis；application两亲聚合物是一类具有特殊分子骨架的双亲高分子结构，结构中可控结构参数众多，主链的长短及刚柔性质可以通过单体类型和聚合度的调节而改变；功能性侧链的种类、长度及密度也可以变化，可帮助人们实现从分子水平上调控两亲分子性能的愿望，具有强大的功能可塑性和可控性。
特别是将“刺激-响应”的功能型基团引入到分子骨架当中，便可形成具有各种响应性能的“智能”体系，具备传统表面活性剂和聚合物所不具有的粘度可控、高官能度、强增溶性和乳液稳定性等优异性能[1-2]。
1 两亲聚合物的合成方法两亲聚合物合成方法有大分子单体聚合法和主链接枝法，大分子单体聚合法又可分为胶束共聚合、溶液聚合和分散聚合。
1.1 胶束共聚合胶束共聚合技术是在二十世纪八十年代由Turner等[3]提出并发展起来的一种新型的合成方法。
这种方法的特点是单体以胶束的形式存在于聚合体系中，该方法可以制备具有较高分子量的聚合物，具有表面活性剂的功能。
在胶束共聚合体系中，具有亲水和疏水端的两亲单体以胶束的形式存在于水溶液中，而亲水单体在水相中，由水溶性引发剂来引发聚合，生成的水溶性大分子自由基在胶束界面引发胶束内疏水单体或两亲单体进行聚合[4]。
由于胶束内两亲单体的局部浓度大反应快，它们会形成微嵌段结构结合在高分子主链上。
此后，自由基离开胶束进入水相，继续引发亲水单体聚合，再次遇到其它含疏水或两亲单体的胶束，形成另一个疏水微嵌段[5]。
一般情况下，亲水单体自由基的寿命比较长，因此以上步骤可以重复使用多次，得到的缔合聚合物中疏水或两亲单体以无规的小尺寸多嵌段分布[6]。
1.2 溶液聚合溶液共聚合方法是选择合适的单一或混合溶剂作为反应介质，以保证所使用的单体能完全溶解在反应介质中。
溶液聚合可分为两种，一种是沉淀共聚，另一种是均相共聚。
当单体和得到的共聚产物均溶入反应介质中时，发生均相共聚。
若得到的共聚产物不溶于介质中，则发生沉淀共聚。
一般情况下，溶液聚合得到的聚合产物中疏水体呈孤立、无规状态分布在聚合物主链上。
1.3 分散聚合分散聚合的方法是将疏水单体在外力作用下分散在水溶液中，使其呈细小的液滴或颗粒分数于体系，是一个非均相反应体系，一般需要添加分散剂[7]。
在此类反应体系中，引发剂是水溶性的，聚合反应发生在水相中，很难进入到疏水单体形成的液滴或颗粒内。
其次，由于液滴或颗粒比较大，因此总界面比较小，疏水单体粒子不能有效参与自由基反应，而只有溶在水中的疏水单体才能参与共聚合反应。
1.4 主链接枝法该方法是先准备出适当结构的主链聚合物, 然后和聚乙二醇单甲醚(MPEG)或长链脂肪醇通过酯化或酯交换反应制备出两亲聚合物，林圣森[7]采用主链接枝法，在两步反应中使用相同的溶剂，尝试用“一锅”法将聚乙二醇单甲醚(MPEG)或/和十二醇接枝到苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)上，分别制备出了两亲聚合物SMA-g-MPEG、SMA-g-C12H25OH和SMA-g-MPEG+C12H25OH，并研究了它们的水溶性及其水溶液的表面活性。
2 两亲聚合物的应用2.1 在膜的表面物理改性中的应用膜的表面物理改性中，两亲性高分子聚合物一般作为表面活性剂、表面涂层或者与高分子膜进行共混、形成一种新的膜材料。
它在成膜过程中自发地向膜表面迁移富集，并进行自组装，显著改善PVDF膜的亲水性和抗污染性能。
通过两亲性高分子聚合物中的反应性基团还可在膜表面固定某些功能分子或基团，进一步对膜进行表面修饰，使其，亲水性能、通透性能、抗污染性能得到显著提高[8]。
2.2 作为药物载体的应用两亲性聚合物胶束属于纳米缔合胶体体系，是一种新型的药物载体，具有很高的内核载药容量和独特的体内分布特征。
两亲性聚合物在结构上可以划分出亲水部分和疏水部分。
由于这种独特的化学结构，在水溶液中能形成具有球形内核—外壳结构的共聚物胶束，其疏水部分构成内核，亲水部分形成外壳。
内核可以作为疏水性药物的容器，将药物增溶在核心，降低毒副作用，外壳可对药物起保护作用，提高药物的稳定性，并且达到缓释作用，同时通过对胶束的表面修饰可以达到靶向作用。
在难溶性药物、大分子药物和基因治疗药物载体给药方面具有独特的优势。
在胶体粒子粒径约为10~100 nm。
纳米级的粒径加上亲水性的胶束外壳，使之不易被网状内皮系统吞噬，可阻止蛋白质和细胞的吸附，因而能在血液中长时间循环并保持稳定，同时纳米级的粒径也使载药胶束在靶位表现出更好的生物膜穿透能力[9]。
2.3 作为稠油降粘剂的应用稠油中较多的胶质、沥青质、石蜡及有机酸等物质使原油具有较高的密度和较高的粘度，严重制约着稠油的开采和输送。
两亲高分子表面活性剂可与蜡晶共晶或吸附，改变了多蜡原油的结构力学性质，并在石蜡晶体表面产生了能量势垒，这种表面势垒能阻止石蜡分子间连成凝胶体，从而降低稠油的粘度及凝点，改善其流动性。
除此之外，两亲高分子聚合物还能促进原油的乳化和分散[10]。
(下转第63页)[收稿日期] 2012-12-11[基金项目] 国家级大学生创新训练项目(201211078002)资助[作者简介] 蔡晓新(1991-)，男，汕头人，本科生，主要研究方向为两亲聚合物。
*为通讯作者：吴旭(1984-)，男，博士。
2013年第1期广东化工第40卷总第243期 · 63 ·能的评价指标,通过特殊的放大成像系统观察污泥磁化后颗粒形态的变化发现：磁感应强度对污泥颗粒形态，污泥的吸附性能以及聚沉速度都有不同程度的影响，磁场强度为 90 mT，磁化30 min 聚沉速度具有最大的增幅，而磁场强度为45 mT时的污泥吸附性能最大。
5 结论及展望磁技术可以和活性污泥法联合使用，在处理过程中强化效果明显、能耗低、无二次污染，适用于污水厂旧工艺的改造升级，是一项极具发展前景的技术。
该强化技术还有很大的研发空间，比如确定最佳的磁粉投加量和磁场参数、磁场对微生物代谢和种群分布的影响、磁粉对曝气效果的影响与设备的磨损、能耗等。
参考文献[1]安燕，程江，杨卓如，等．微生物磁效应在废水处理中的应用[J]．化工环保，2006，26(6)：467-470．[2]黄自力，肖晶晶，李密．化学沉淀-磁絮凝深度快速除磷的研究[J]．武汉科技大学学报，2009，32(1)：102-105．[3]任月明，张密林，赵翠，等．SBR磁化生物工艺处理生活污水[J]．哈尔滨工程大学学报，2007，28(6)：711-714．[4] Agnieszka T，Lidia W．Enhancement of biological wastewater treatment by magnetic field exposure[J]．Desalination，2008，222：368-373．[5]任月明，魏希柱，马军，等．纳米磁粉生物反应系统处理效能研究[J]．哈尔滨工业大学学报，2008，40(8)：1247-1251．[6]刘爱萍，陈中颖，李开明，等．MBR中磁种好氧颗粒污泥的培养及对膜污染的影响[J]．中国给水排水，2010，26(19)：1-4．[7]张密林，任月明，李凯峰，等．磁性细菌生物法处理屠宰废水[J]．中国给水排水，2005，21(7)：36-38．[8]孙水裕，刘鸿，谢光炎，等．磁粉强化活性污泥法处理餐饮废水的研究[J]．环境污染与防治，2003，25(3)：170-172．[9]贺玉龙，廖正峰．磁粉活性污泥法处理城市生活污水的反应动力学特征[J]．工业安全与环保，2012，38(6)：7-9．[10]王朝宇．固定化活性污泥在磁场中处理污水的探索研究[D]．贵州大学硕士学位论文，2006．[11]王祥三，王平．磁化处理污水的生物效应试验[J]．环境科学与技术，2000(5)：33-36．[12]栗杰，艳丽，焦颖，等．棕壤微生物和几种酶活性的磁致效应研究[J]．土壤通报，2007，38(5)：957-961．[13]酒井保藏．磁性ビーズのバイオ．環境技術への応用展開[R]．日本環境学会講演集第41回，2007：200-208．[14]Lukas F，Ludek S，Vladimír V．Effect of electromagnetic fields on the denitrification activity of Paracoccus denitrificans[J]．Bioelectrochemistry，2007(70)：91-95．[15]代科林，贺玉龙，杨立中，等．磁效应对活性污泥法处理污水的作用机理及其应用[J]．资源节约与环保，2010，2：41-43．[16]王强．磁强化好氧反硝化菌的生物脱氮机制与效能[D]．哈尔滨工业大学博士学位论文，2010．[17]宋婷，刘瑛岩，关志成．生物电磁学研究进展[J]．华北电力大学学报，2002(5)：1-5．[18]张凡，程江，海景，等，磁致物理化学生物效应及其在废水生物降解中的应用[J]．现代化工．2003，23(12)：12-13．[19]李帅，边炳鑫，周正．磁场对污泥沉降影响的数理统计分析[J]．苏州科技学院学报：工程技术版，2006，19(3)：30-33．[20]周正．磁化处理对污泥胶体稳定性及其吸附性能影响的初步研究[D]．苏州科技学院硕士学位论文，2007．(本文文献格式：樊杰．磁效应强化活性污泥法的研究进展[J]．广东化工，2013，40(1)：62-63)(上接第54页)2.4 在稳定金属胶体的应用将两亲聚合物溶于极性或非极性溶剂中，形成胶束溶液，然后设法使金属前驱体在该溶液中充分分散，最后用适当的还原方法使金属前驱体还原即可得到金属-聚合物胶体体系。