基于PGMA嵌段共聚物的微纳米粒子的制备

作     者：余君燕 

作者单位：深圳大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汤皎宁;邓远名

授予年度：2017年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：嵌段共聚物 RAFT分散聚合 聚合诱导自组装 多孔微球 聚甲基丙烯酸缩水甘油酯 

摘      要：聚合物微纳米粒子因其高比表面积、低密度和较强吸附能力等优点,在吸附分离、催化剂负载、离子交换、传感器、生物医药等诸多领域具有广泛的应用。甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）作为一种功能性单体,其携带的环氧基团,可以进行多种化学反应,其聚合物常被用作功能性材料。本文利用可逆加成断裂链转移（RAFT）溶液聚合制备了PGMA基嵌段共聚物,结合再乳化制备了多孔微球;利用RAFT分散聚合诱导自组装（PISA）制备了PGMA基嵌段共聚物多重形貌胶束。利用RAFT溶液聚合制备了三种不同嵌段比的聚甲基丙烯酸羟丙酯-b-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PHPMA-b-PGMA）。将PHPMA-b-PGMA的二氯甲烷（DCM）溶液加入含乳化剂的水溶液中,通过磁力搅拌（M）、高速乳化（H）和膜乳化（SPG）等乳化手段形成水包油（O/W）乳液体系,通过挥发溶剂制备多孔微球。研究发现,高速乳化和磁力搅拌联用所制得的微球形状规整,表面孔数目较多。十二烷基硫酸钠（SDS）作为乳化剂被用于制备多孔微球,在SDS浓度为1 CMC时,能制得粒径规整的多孔微球。在一定浓度范围内,随着SDS浓度增大,微球表面的孔越多,粒径越小;十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）能制得规整且粒径较均匀的微球,但是无孔;聚氧乙烯辛基苯酚醚-10（OP-10）即使在浓度达到100 CMC时,仍不能稳定乳液体系。以聚甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯（POEGMA）为大分子链转移剂,在乙醇中调控GMA的RAFT分散聚合,通过PISA得到了POEGMA-b-PGMA多种形貌的自组装聚集体。研究发现体系具有较好的聚集体形貌和分子量双重可调控性,通过调节目标聚合度和控制转化率能自组装成球形胶束（50 nm）、纳米线（50 nm）和囊泡（100-300 nm）。随聚合反应的进行,聚合物的分子量随转化率呈线性增长且分子量分布窄,显示出良好的活性聚合特征。三乙胺催化环氧交联后的聚集体具有良好的溶剂耐受性,说明本实验所制备的POEGMA-b-PGMA纳米粒子具有优良的可交联和再修饰特性。在第二嵌段加入一定摩尔比的甲基丙烯酸叔丁酯（TBMA）,通过PISA制备了POEGMA-b-P（GMA-co-TBMA）自组装聚集体,与纯GMA体系相比,形貌发生了较大变化。以两种大分子链转移剂POEGMA和POEGMA-b-PGMA复合调控苯乙烯（St）在乙醇中的RAFT分散聚合,制备了AC/ABC两嵌段-三嵌段共混的多重形貌自组装聚集体。随着St的目标聚合度的提高,依次得到纳米线和囊泡混合形貌、囊泡和微球。通过化学修饰和纳米金负载实验表明,两嵌段和三嵌段共聚物在不同的聚集体上并不呈均匀分布,在单一囊泡形貌中形成多组分囊泡壁结构。