界面巰-烯光聚合制備功能性雜化囊泡的研究.pdf

1、近些年來,有機(jī)-無機(jī)雜化材料可以結(jié)合有機(jī)聚合物和無機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn),如有機(jī)材料的柔韌性、易操作性及含多種可修飾性官能團(tuán),無機(jī)材料的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及模量,從而引起了眾多研究者的廣泛關(guān)注。通過改變雜化材料中不同組分的結(jié)構(gòu)、尺寸及組成,可以達(dá)到優(yōu)異的機(jī)械性能、化學(xué)性能、電性能、流變性能、磁性能、光學(xué)性能和催化性能等,進(jìn)而在很多方面諸如藥物輸送系統(tǒng)、診斷學(xué)、涂料及催化上都有潛在的應(yīng)用。功能性雜化囊泡作為一種典型的有機(jī)-無機(jī)雜化材料,由于其對活性

2、分子及化合物的保護(hù)作用以及對可釋放藥物、染料等的封裝作用,故而在可控釋藥物載體、催化劑、微反應(yīng)器及包裹客體分子等方面具有比較廣泛的應(yīng)用,所以不論在科研上還是在應(yīng)用技術(shù)上都受到了越來越大的關(guān)注。探索制備粒徑可控、形貌均一的功能性雜化囊泡的方法一直是眾多研究者的工作重點(diǎn),其中主要包括層層組裝法、兩親性嵌段共聚物的自組裝及乳液聚合方法。前兩種方法都可以得到結(jié)構(gòu)和形貌可控的雜化囊泡,豐富了雜化囊泡的制備方法并且也開辟了囊泡的一些新應(yīng)用,但由于這

3、些反應(yīng)步驟復(fù)雜、條件苛刻、對環(huán)境不友好等缺點(diǎn)也限制了它們在某些應(yīng)用方面的發(fā)展。因此針對該問題,本論文選擇乳液聚合方法,作為一種有效制備功能性雜化囊泡的途徑,反應(yīng)介質(zhì)通常是水,故而對環(huán)境比較友好,也具有較好的生物相容性,同時(shí)又由于反應(yīng)簡單,故而其發(fā)展前景十分樂觀。其次,巰-烯光聚合反應(yīng)是一種高效合成聚合物網(wǎng)絡(luò)的新方法,它具有反應(yīng)產(chǎn)率高、對氧氣和水不敏感、立體選擇性強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和等特征。
　　因此,本文利用乳液界面巰-烯光聚合方法來

4、制備中空的有機(jī)-無機(jī)雜化囊泡。首先我們設(shè)計(jì)合成了一種含巰基、PEG鏈、1-十四烯(TDE)長烷基鏈和POSS的表面活性劑(PTPS),結(jié)合了提高雜化材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性、溫度響應(yīng)性和兩親性等特點(diǎn),賦予雜化囊泡良好的穩(wěn)定性和刺激響應(yīng)性。PTPS和交聯(lián)劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)在365nm光照下發(fā)生高效的巰-烯光聚合反應(yīng)形成交聯(lián)的雜化囊泡。為了探索囊泡的結(jié)構(gòu)性能和不同組分濃度的關(guān)系,我們通過改變模板甲苯、PTPS和TMPTA

5、的比例,合成了一系列粒徑可控、分散均勻的雜化囊泡并用SEM、TEM和AFM等方法研究了其形貌特征和粒徑分布。而且我們發(fā)現(xiàn)隨著交聯(lián)劑TMPTA濃度的增大,囊泡壁厚逐漸增大,粒徑逐漸減小;而模板甲苯的濃度增大時(shí),囊泡的壁厚減小,粒徑增大。同時(shí)我們還研究了該雜化囊泡的刺激響應(yīng)性的相關(guān)行為。研究表明,具有 PEG鏈的雜化囊泡在常溫下可以穩(wěn)定的分散在水中,當(dāng)溫度升至80度時(shí),PEG鏈與水之間的氫鍵作用遭到了破壞,導(dǎo)致囊泡發(fā)生了團(tuán)聚,進(jìn)而產(chǎn)生了沉淀

6、。而這種溫度響應(yīng)性是一個(gè)可逆過程,在常溫下輕輕震蕩,囊泡即可重新穩(wěn)定分散在水中。我們也成功的將該囊泡用來控制不同染料在溶劑中的分散。
　　我們進(jìn)一步結(jié)合光還原金屬納米粒子的簡便性和雜化囊泡的穩(wěn)定性,制備了金屬納米粒子(金納米粒子、銀納米粒子和鉑納米粒子)修飾的功能性雜化囊泡。我們運(yùn)用相似的乳液界面巰-烯光聚合方法合成雜化囊泡,而金屬前驅(qū)體在紫外光照下被自由基原位還原為金屬納米粒子,鑲嵌在囊泡的外壁上。所得的金屬納米粒子修飾的雜化囊