刘小溪

目录

摘要............................................ 错误！未定义书签。Abstract........................................ 错误！未定义书签。1前言.. (2)

2.1 实验试剂 (6)

2.2 实验仪器 (6)

2.3 实验步骤 (7)

2.3.1 单体CS的制备 (7)

2.3.2 大分子引发剂PHEMA-Br的合成 (8)

2.3.3 嵌段共聚物PHEMA-P(St-co-CS)的合成 (8)

2.3.4 嵌段共聚物PHEMA-b-P(St-co-CS)-b-PMMA的合成 (9)

2.4 结构表征与性能研究 (9)

2.4.1 红外光谱图分析 (10)

2.4.2 紫外光谱图分析 (12)

2.4.3 动态光散射(DLS)分析 (14)

3 结论与展望 (15)

3.1 结论 (15)

3.2 展望 (15)

参考文献 (15)

致谢 (18)

双亲性嵌段共聚物PHEMA-b-P(St-co-CS)-b-PMMA的合成与设计

刘小溪

（材料科学与工程学院，西安，710062）

摘要：本课题首先以EBN-Br/CuCl/PMDETA为催化体系，以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体，采用原子转移自由基聚合方法(ATRP)合成PHEMA-Br，再以此为大分子引发剂，引入疏水性单体苯乙烯，含香豆素型苯乙烯类光敏感单体(CS)．第三步以同样方法相同体系引入疏水性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)．最终得到具有温敏、光敏等多功能性的线性三嵌段聚合物．并且用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)，紫外分光光度计(UV)、动态光散射(DLS)等对该聚合物的结构与性能进行表征．并考察了该系列聚合物的胶束化性能、光响应性．关键词：温敏性，光敏性，嵌段共聚物，ATRP

Abstract

PHEMA-Br was firstly synthesized with EBN-Br/CuCl/PMDETA as catalyst system and glycol methacrylate (HEMA) as monomer by atom transfer radical polymerization (ATRP) ,then block copolymer PHEMA-b-P(St-co-CS)was synthesized with PHEMA-Br as a macroinitiator, a hydrophobic monomer styrene and styrene-containing coumarin-type light-sensitive monomer (CS) as comonomer.In the same way,the third step introducing hydrophobic methyl methacrylate (MMA) as monomer, lastly getting the versatility sensitive of temperature-sensitive, photosensitive linear three block polymers PHEMA-b-P(St-co-CS)-b-PMMA. Meanwhile, the structure and properties of the polymers were characterized with Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet spectrophotometer (UV) and dynamic light scattering (DLS), etc.. Furthermore, about the series of polymer micelle-aging properties, light responsiveness is given to investigated．

Key Words: temperature sensitivity, photosensitivity, block copolymers, ATRP

1前言

两亲性嵌段共聚物类似于小分子表面活性剂，通常由一段亲水链段和疏水链段组成，它们在水溶液中可以自发组装形成以疏水链段为核，亲水链段为壳的胶束结构（Scheme 1-1所示）[1]．这种自组装的驱动力通常归因于疏水和亲水嵌段之间的不相容性所导致的微相

Scheme 1-1 schematic representation of the self-assembly of amphiphilic diblock copolymers into

core-shell structures

图1-1核-壳结构的两亲性嵌段共聚物的自组装示意图

分离，以及亲水嵌段与水分子之间亲合力的共同作用由于亲水嵌段足够强的稳定作用，微相分离仅仅导致微相聚集，而不至于形成宏观沉淀[2-3]．相对于小分子表面活性剂，聚合物胶束具有较低的临界胶束化浓度(CMC)和较慢的胶束-单分子交换速度．目前，由于聚合物组装体在微反应器、污水净化、药物载体和基因传输等方面表现的诸多潜在应用价值，越来越多的研究工作者们开展了这方面的研究．

加拿大的Eisenberg研究小组[4-6]在两亲性嵌段共聚物自组装领域做了很多出色的研究工作，他们的研究数据表明，共聚物链中亲、疏水嵌段的长度以及聚合物的拓扑结构对自组装行为及形貌都有着重要的影响．对于典型的两亲性嵌段聚合物，如聚环氧乙院各聚苯乙稀(PEO-b-PS)，当亲水PEO嵌段较长而疏水PS嵌段较短的时候，PEO-b-PS在水溶液中的组装形貌多为球形胶束粒子；而当PS较长，PEO较短的时候，组装形貌较为复杂和丰富，常可以观察到的有：蠕虫状胶束、复合胶束、囊泡、复合囊泡等[7-8]、同时，聚合物浓度以及共溶剂/水的比例也会影响最终的组装形貌(Scheme 1-2)．这种通过调节聚合物的亲/疏水链段长度和拓扑结构来组装不同形貌有序聚集体的方法同样适用于环境响应性聚合物．

温度、pH值、光等单一刺激方式都有一定的局限性，会受到负载物质的和环境因素等的制约．比如，很多响应性的高分子聚集体材料应用到包覆特定物质上，通过诱发作用实现控制性释放．如果一些物质本身性质不稳定，外界的刺激反而会引起一些副反应，从而导致被包覆物质的变质或者载体本身的破坏．因而发展具有多重响应性的高分子聚集体材