光響應(yīng)聚合物囊泡的制備與性質(zhì)研究.pdf

1、兩親嵌段共聚物能夠自組裝形成膠體尺寸的聚集體或膠束。嵌段共聚物聚集體如同小分子表面活性劑一樣在溶液中能夠呈現(xiàn)出不同的形態(tài)，如球狀、棒狀、囊泡、復(fù)合膠束等。由于嵌段共聚物制備的囊泡的研究在微反應(yīng)器，靶向藥物傳遞，對比增強(qiáng)成像和模擬生物膜等方面的潛在應(yīng)用，聚合物囊泡引起了科學(xué)家們的廣泛興趣。另外，聚合物囊泡可以通過對組成結(jié)構(gòu)的修飾從而形成從納米級到微米級不同尺寸的囊泡，還可以在不同的介質(zhì)中，如水，有機(jī)溶劑和水-有機(jī)混合溶劑中進(jìn)行組裝。不同嵌

2、段組成和它們在共聚物中的比例可以控制囊泡的大小。另一方面，通過共溶劑，溫度，pH和離子強(qiáng)度等外界因素調(diào)節(jié)也能影響囊泡的尺寸和性質(zhì)。 溶液中，含有適當(dāng)生色團(tuán)的兩親性小分子或者聚合物通過光輻照能夠獲得光響應(yīng)特性，如光誘導(dǎo)沉淀，聚集和自組裝等。最近，含偶氮苯生色團(tuán)的兩親性共聚物受到人們廣泛的關(guān)注。光照下，偶氮生色團(tuán)的異構(gòu)化反應(yīng)將使偶氮聚合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生改變，這種微觀變化從而導(dǎo)致宏觀轉(zhuǎn)變上。 我們利用可逆加成一斷裂鏈轉(zhuǎn)移(r

3、eversible addition-fragmentation transfer)RAFT聚合方法合成了兩種含不同親水嵌段的兩親性偶氮嵌段共聚物，聚丙烯酸-b-聚偶氮丙烯酸酯(PAA-b-PAzoM)和聚(N-異丙基丙烯酰胺)-b-聚偶氮丙烯酸酯(PNIPAM-b-PAzoM)。通過NMR、GPC、紫外一可見分光光度計以及DSC等對上述偶氮嵌段共聚物進(jìn)行了表征。接著，對所制備的兩親性偶氮嵌段共聚物在溶液中的自組裝和光響應(yīng)行為進(jìn)行了研究

4、。另外，對于自組裝得到的偶氮囊泡的膜彈性特征和稀土配合物在偶氮囊泡膜中光致發(fā)光性質(zhì)的研究在本論文中也做了相應(yīng)的闡述。具體研究內(nèi)容包括： 1．利用RAFT聚合方法合成了，PAA-b-PAzoM。在水/四氫呋喃混合溶劑中，兩親性的PAA-b-PAzoM自組裝得到大的球形微米囊泡分散于溶劑中。利用紫外-可見光譜分析和光學(xué)顯微鏡觀察，我們發(fā)現(xiàn)偶氮H-聚集體骨架在囊泡中起到框架作用從而形成了大尺寸球形偶氮囊泡。我們給出了微米囊泡的結(jié)構(gòu)模

5、型。在365 nm和436 nm光激發(fā)下，具有光響應(yīng)性的偶氮囊泡發(fā)生了光致形變，同時囊泡中的偶氮H．聚集體的構(gòu)成也相應(yīng)發(fā)生了變化，論文中對H-聚集體與光致形變之間的關(guān)系進(jìn)行了討論。 2．利用RAFT聚合方法合成了PNIPAM-b-PAzoM。在水/四氫呋喃混合溶劑中，兩親性的PNIPAM-b-PAzoM自組裝得到大的微米囊泡。在365 nm光照下，通過顯微鏡直接觀察發(fā)現(xiàn)了囊泡的融合現(xiàn)象。我們對偶氮囊泡的光致融合過程進(jìn)行了實(shí)時觀

6、測，同時提出偶氮基團(tuán)的反式到順式光致異構(gòu)化造成的擾動是造成偶氮囊泡融合的一個起因。 3．利用光鑷操控單個微粒和光鑷力學(xué)傳感器技術(shù)的特點(diǎn)，探討偶氮聚合物囊泡的彈性特征。用810 nm激光捕獲力的作用下，粒子串發(fā)生可回復(fù)的彈性形變。在形變過程中，懸浮粒子的偏移位置的增大，其所受到的pN量級光阱力線性增大。 4．通過PNIPAM-b-PAzoM在水/四氫呋喃混合溶劑中自組裝的途徑，把稀土配合物EufDBM)<,3>Phen