基于纖維素的分子刷的制備、復(fù)配及性能的研究.pdf

1、 基于纖維素的分子刷的制備、 復(fù)配及性能的研究基于纖維素的分子刷的制備、 復(fù)配及性能的研究 Preparation，complexation and performance studies of cellulose-based molecular brush 一級(jí)學(xué)科：化學(xué) 學(xué)科專業(yè)：有機(jī)化學(xué) 研 究 生：潘 虹 指導(dǎo)教師：張明杰 教授 程 發(fā) 教授 天津大學(xué)理學(xué)院 二零一一年五月 摘 要 纖維素來源廣泛，是自然界儲(chǔ)量最為豐富的天然

2、多糖類生物大分子，纖維素及其衍生物具有良好的生物可降解性；且與大多數(shù)生物體內(nèi)的組織、細(xì)胞等生物相容性良好，是一種有待大力開發(fā)的廉價(jià)的生物大分子資源。 本論文具體研究內(nèi)容如下： (1) 以乙基纖維素為原料，采用 ROP 和 ATRP 兩種活性/可控接枝方法，合成兩種梳型接枝聚合物，它們分別為溫度和 pH 雙敏感的乙基纖維素-g-聚己內(nèi)酯-g-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(EC-g-PCL-PDMAEMA)、pH 敏感的乙基纖維素-g-聚丙烯酸

3、(EC-g-PAA)。通過 FT-IR、1H NMR 表征其結(jié)構(gòu)。 (2) 采用表面張力、動(dòng)態(tài)光散射和透射電鏡研究了 EC-g-PAANa 的自組裝行為，同時(shí)還研究了其 pH 敏感性。結(jié)果表明，EC-g-PAANa 在低濃度時(shí)并不發(fā)生締結(jié)，表面張力迅速下降，濃度為 0.2~0.5 wt%時(shí)，發(fā)生分子內(nèi)締結(jié)，為松散的樹枝狀結(jié)構(gòu)，表面張力為一平臺(tái)，濃度大于 0.5 wt%時(shí)，發(fā)生分子間締結(jié)，為緊密的樹枝狀結(jié)構(gòu)，表面張力繼續(xù)下降；降低 EC-

4、g-PAANa 母液(pH=2.96)的 pH，核-殼結(jié)構(gòu)膠束的粒徑變小，繼續(xù)降低 pH 值，溶液出現(xiàn)混濁甚至產(chǎn)生沉淀， 提高 EC-g-PAANa 母液(pH=2.96)的 pH， 膠束粒徑先增大后降低，出現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)后繼續(xù)下降；靜態(tài)流變數(shù)據(jù)表明，在 0.005~2.0wt%濃度范圍內(nèi)，其溶液均為稀溶液，體現(xiàn)了牛頓流體的特性。 (3) 通過表面張力、動(dòng)態(tài)光散射和透射電鏡研究了梳型聚合物 EC-g-PAANa 和陽 離 子 表 面 活 性

5、 劑 C12TAB 復(fù) 配 體 系 的 性 能 。 結(jié) 果 表 明 ，EC-g-PAANa-C12TAB 復(fù)配體系的臨界締結(jié)濃度為 0.8 mM， 當(dāng)表面活性劑濃度低于臨界締結(jié)濃度時(shí)，聚合物鏈上的靜電排斥作用受到表面活性劑離子頭基的屏蔽作用，從而使聚合物鏈?zhǔn)湛s；達(dá)到臨界締結(jié)濃度時(shí)，表面活性劑以膠束的形式締結(jié)到聚合物鏈上形成復(fù)合膠束，導(dǎo)致復(fù)配體系粒徑增大；繼續(xù)增加表面活性劑時(shí)，復(fù)合膠束的結(jié)構(gòu)從薄片狀重排為球狀，故流體力學(xué)半徑又降低。此過程