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《探索葡聚糖基雙刺激響應型納米水凝膠的制備與研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、天津大學碩士學位論文菊聚糖基雙刺激響應型納米水凝膠的制備與研究姓名:劉碩琦申請學位級別:碩士專業(yè):化學工程指導教師:張鳳寶201006摘要納米水凝膠作為--乖t'新型納米材料,同時具備納米顆粒和水凝膠的性質。其中刺激響應型納米水凝膠隨著環(huán)境的微小變化,吸水量也發(fā)生變化,因此又稱為智能納米凝膠。通過設計選用不同的聚合物,可以實現(xiàn)水凝膠對溫度、pH值、離予強度、光、電場等外界刺激的響應。為了使納米水凝膠能夠應用到更多領域,如體內診斷、藥物控釋、化學分離、化學和生物傳感器、光學材料等,需要合成更加復雜的聚合物來獲得先進的多功能
2、納米材料。本文以合成一種新型的智能納米凝膠為目的,主要展開了以下幾個方面的工作:以親水性多糖葡聚糖(Dextran)作為基質,利用可逆加成.斷裂鏈轉移(&虹T)自由基聚合法將異丙基丙烯酰胺聚合接枝到葡聚糖上,并用紅外光譜和液體核磁共振光譜確認接枝聚合物的化學結構;用動態(tài)光散射儀和掃描電鏡表征常溫下接枝聚合物在水溶液中自組裝為納米水凝膠的行為;用紫外可見分光光度計、液體核磁共振光譜研究納米水凝膠的相轉變行為;通過對接枝聚合物進一步修飾,制各出同時具有溫度刺激響應性和氧化還原刺激響應性的納米水凝膠,并用紫外可見分光光度計、動
3、態(tài)光散射儀研究納米水凝膠的雙刺激響應性。結果表明,成功制備了接枝聚異丙基丙烯酰胺鏈的聚合物,聚異丙基丙烯酰胺鏈長度可由加入反應的異丙基丙烯酰胺單體摩爾量控制;接枝聚合物在水溶液中通過疏水性支鏈的交聯(lián)自組裝成納米水凝膠,當溫度升高到納米水凝膠的臨界相轉變溫度時,聚合物支鏈疏水性增強,納米水凝膠中的交聯(lián)加強,使得納米水凝膠粒徑變小;納米水凝膠的相轉變行為受接枝的聚異丙基丙烯酰胺鏈長度、溶液濃度影響,相變靈敏度隨聚異丙基丙烯酰胺鏈長度、聚合物濃度的增加而增加,并且納米水凝膠的臨界相轉變溫度在一定的范圍內與鏈長度、溶液濃度相關;
4、利用RAFT反應的特性,制備出具有雙刺激響應性的納米水凝膠,該納米水凝膠同時含有非共價鍵和共價鍵的交聯(lián),可以分別利用物理手段(溫度)和化學手段(還原劑)控制納米凝膠的交聯(lián)和分解行為即納米水凝膠具有靈敏的溫度刺激響應性及氧化還原刺激響應性。關鍵詞:雙刺激響應性納米水凝膠接枝聚合物葡聚糖ABSTRACTNanometer-sizedhydrogels(nanogels)isanewtypeofnanoscalematerials,whichexhibitpropertiesofbothnanoparticlesandhydr
5、ogels.Stimuli-responsivegelshavebeencalled‘‘smart'’materialsbecausetheyrespondbyachangeinswellingtosubtlechangesintheenvironment.ThesehydrogelsCanbemaderesponsivetotemperature,pHvalue,ionicstrength,light,electricfield,andbiomolecules.mresponsivebehaviorofthehydro
6、gelsisinheritedfromthetypeofthepolymerusedinmakingthegel.Fornanogelscallbeappliedtomoreareas,suchasinvivodiagnostics,drugdelivery,chemicalseparation,chemicalandbiologicalsensors,opticalmaterial,weneedtosynthesizemorecomplexpolymerstogethigh—functionalnanoscalemat
7、erials.Inthisthesis,weadopteddextrantopreparestimuli·responsivenanogels.ThegraftpolymerswereobtainedbygraftingPNIPAMchainsontodextranbyreversibleaddition—fragmentationchaintransfer(RAFT)polymerization.ThechemicalstructureofgraftpolymersWasaffirmedbyFTIRand1HNMR;D
8、LSandSEMwereusedtocharacterizetheself-assemblybehaviorofthenanogels;U、,二Ⅵs、1HNMRWaSusedtostudythephasetransitionbehaviorofthenanogels:DLSandUV.Ⅵswereusedtoinve