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光敏性双亲无规共聚物的自组装研究
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边琦,朱洁莲,王益华,王婷立,江金强,刘晓亚*
江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡(214122)
E-mail:lxy@jiangnan.edu.cn, bianqi1957@163.com
摘 要:甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与肉桂酰氯(CI)进行酯化反应得到具有光敏感性单
体甲基丙烯酰氧乙基肉桂酸酯(CEMA),将阳离子性亲水单体甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DM)、
CEMA 和疏水单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)溶于二氧六环中进行自由基溶液共聚,得到一
系列具有光敏性双亲无规共聚物 P(DM-co-CEMA-co-MMA),加入乳酸中和,使其阳离子
化,用凝胶渗透色谱、核磁共振和差示扫描量热仪等对共聚产物进行表征。共聚物在选择性
溶剂中进行自组装,形成稳定的聚合物胶束。胶束内部肉桂酰基单元在紫外光下可以发生光
交联反应,使胶束固定化。聚合物组成及离子化程度对胶束粒径及表面荷电有影响。
关键词:双亲性;光敏性;无规共聚物;自组装
1. 引 言
双亲性聚合物在选择性溶剂中可以通过自组装形成结构规整的聚集体,即胶束化行为。
目前,人们对于接枝共聚物或嵌段共聚物的自组装研究比较多
[1-3]
,双亲性嵌段、接枝共聚
物同时含有亲水、疏水链段,能在选择性溶剂中自组装形成含有不溶组分核(Core)、可溶
组分壳(Shell)的有序结构。通过改变双亲共聚物亲疏水单元的类型、比例、序列结构及自
组装环境等因素可以获得形态各异的组装体,包括球状、棒状、囊泡状、线状、片状、管状、
碗状等
[4-9]
,而双亲性无规共聚物简单易得、来源丰富,如用无规共聚物自组装的方法也可
以得到接枝共聚或嵌段共聚类似的具有一定功能且形态各异的聚集体,再通过对自组装胶束
微环境的变化控制,如pH、温度或离子浓度等
[10]
可以来拓展共聚物胶束化研究。Zhang等
[11]
对含离子基团的疏水高分子在水中的胶束化进行了较系统的研究;Li等
[12]
在研究光诱导自组
装中发现光敏性无规共聚物聚(偶氮苯对乙氧基丙烯酸脂-co-丙烯酸)在选择性溶剂中可组
装形成纳米级胶体球;Liu等
[13]
报道,聚(苯乙烯-co-甲基丙烯酸)可在水溶液中进行自组
装,得到特殊的有序结构—多孔和碗状聚集体。这些研究使得双亲性无规共聚物的自组装胶
束更有潜在的应用价值。Andreas Lendlein等
[14]
介绍了关于肉桂酸酯类和香豆素类单体制备
的聚合物的光可逆过程,并利用光可逆循环制备了具有记忆功能的新材料。有关无规共聚物
自组装方面的报道日渐增多,但鲜见有关阳离子化光敏无规共聚物自组装的报道。
本工作以二氧六环为溶剂,采用自由基溶液共聚合成了一系列组成不同的光敏性无规共
聚物聚 P(DM-co-CEMA-co-MMA),简称 PDCM,并对其进行离子化处理,得到光敏性
阳离子无规共聚物 P(IDM-co-CEMA-co-MMA),简称 PIDCM,并对其进行结构表征。研
究了不同组成的 PDCM 和不同离子化程度的 PIDCM 在选择性溶剂(二氧六环/水)中的自
组装行为,及其对自组装形成的胶束粒子表面荷电量、粒径等的影响。
2. 实验部分
2.1 试剂
甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DM),工业级,上海恒宜化工有限公司,经中性氧化铝过柱;
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本课题得到国家自然科学基金资助项目(基金号 50673038)和江苏省高等学校优秀科技创新团队计划
(《纳米颗粒材料的制备技术》,苏教科[2007]5 号)的资助。