特殊结构热致响应聚合物的合成及其相变机理的研究.pptxVIP

特殊结构热致响应聚合物的合成及其相变机理的研究第1页/共45页 ——特殊结构热致响应聚合物的合成及其相变机理的研究复旦大学硕士学位论文答辩第2页/共45页 3主要内容研究背景研究内容全文总结附录致谢第3页/共45页 4论文框架一种特殊结构微凝胶的合成及其响应机理的研究聚寡聚乙二醇甲基丙烯酸酯一种无规共聚物的复杂相变行为的机理研究一种新型接枝聚合物的合成及其特殊相变行为的研究聚(N-异丙基丙烯酰胺)聚(N-异丙基丙烯酰胺)+聚寡聚乙二醇甲基丙烯酸酯第4页/共45页 5研究背景LCST聚合物：低温下溶解而在高温下形成胶束或凝胶，降温后又可重新恢复到原状的聚合物。具有潜在应用价值，如药物缓释、组织工程和分离提纯化妆护肤基因治疗药物传输Part 1 – 前言LCST型聚合物Klouda, L. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2008, 68, 34-45.Lyon, L. A. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 865-874.第5页/共45页 6研究背景根据其相变行为，可将LCST型相变聚合物分成三类：Part 1 – 前言LCST型聚合物分类凝胶对线性聚合物进行交联，可得到LCST型水凝胶微凝胶Karg, M.; Hellweg, T. J. Mater. Chem. 2009, 19, 8714.第6页/共45页 7研究背景Part 1 – 前言两类LCST型聚合物水解后产生对神经毒性的小分子胺类聚寡聚乙二醇甲基丙烯酸酯聚(N-异丙基丙烯酰胺)相变过程迟滞相变行为受端基影响较大生物相容性不好J. Lutz, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 2008, 46, 3459-3470.Z. B. Hu, T. Cai, C. L. Chi, Soft Matter 2010, 6, 2115-2123.Sun, B. J.; Lin, Y. N.; Wu, P. Y.; Siesler, H. W. Macromolecules 2008, 41, 1512.第7页/共45页 8研究背景从分子水平上探究分析不同物理化学现象的新方法！二维红外相关分析，其外扰条件可以为温度、压力、浓度、时间、电磁场等 提高光谱分辨率判断谱峰变化的顺序优势I. Noda; Bull. Am. Phys. Soc. 1986, 31, 520.I. Noda; J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8116.Part 1 – 前言二维红外相关光谱(2Dcos)第8页/共45页 9研究背景提供相变过程中相转变点和转变区间的信息Part 1 – 前言AbsorbanceTemperature反 S 型S 型同步谱图异步谱图相转变点相转变区间Y. Ozaki; Applied Spectroscopy 2006, 60, 398-406.外扰相关移动窗口技术(PCMW)第9页/共45页 10目的及意义Part 1 – 前言PNIPAM-PHEMA IPN微凝胶的合成及其不寻常体积相变行为P(MEO2MA-co-PEGMA2080)的合成及其复杂两步相变…与往届论文的异同点本论文更侧重于特殊结构热致响应聚合物的合成以及复杂相变过程机理的研究。结合多种表征手段从分子层面探究其机理，进而搭建结构与性质的桥梁，有利于后续研究者充分理解和运用这类LCST型聚合物的物化特性。LCST型聚合物合成机理第10页/共45页 11研究内容Part 2 – IPN的合成及不寻常相变ReferenceXia, X. H.; Hu, Z. B. Langmuir 2004, 20, 2094.Hu, Z. B.; Xia, X. H. Adv. Mater. 2004, 16, 305.PHEMA良好的生物相容性利用NIPAM,HEMA分子间的氢键作用互穿聚合物网络 (IPN)微凝胶第11页/共45页 12研究内容图2-1. 25 oC下PNIPAM和IPN微凝胶的粒径分布图2-3. IPN微凝胶的红外谱图Part 2 – IPN的合成及不寻常相变图2-4. IPN微凝胶的微凝胶图结构表征IPN微凝胶尺寸相比PNIPAM有一定程度降低FT-IR中存在NIPAM和HEMA的特征峰AFM测试中验证其球形结构第12页/共45页 13研究内容图2-5. 粒径随着反应时间的变化图2-6. 溶液颜色随反应时间的变化Part 2 – IPN的合成及不寻常相变反应动力学图2-7. 对比试验和IPN粒径随时间的变化IPN微凝胶粒径呈现先下降后上升的趋势不含PNIPAM的对比实验中变化较为单一IPN体系中PNIPAM微凝胶内外HEMA浓度的差异决定了其反应动力学体系颜色：透明—淡