P(4-VPPS-co-DMAPS)两性离子共聚物膜的制备及表征

首先,以4-乙烯基吡啶（4-VP）与甲基丙烯酸二甲氨乙酯（DMAEMA）为单体通过自由基共聚,得到聚（4-乙烯基吡啶-co-甲基丙烯酸二甲氨乙酯）共聚物（P（4-VP-co-DMAEMA））;然后,用1,3-丙磺酸内酯对P（4-VP-co-DMAEMA）侧链进行季铵化改性,得到不同离子化修饰程度的P（4-VP-co-DMAEMA）的两性离子共聚物（P（4-VPPS-co-DMAPS））。采用傅里叶转换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（¹H-NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）对P（4-VP-co-DMAEMA）和P（4-VPPS-co-DMAPS）的化学结构进行表征。用万能拉力试验机、差示扫描量热分析仪（DSC）、热重分析仪（TG）以及稀释涂布平板法对P（4-VP-co-DMAEMA）和P（4-VPPS-co-DMAPS）薄膜的力学性能、热学性能以及抗菌/防污性能进行了表征。探究了单体单元物质的量之比、季铵化修饰程度对P（4-VPPS-co-DMAPS）薄膜材料物理化学性能以及功能性的影响。结果表明：当两种单体单元的物质的量之比（n_4-VP/n_DMAEMA）为3/7,离子化修饰程度为20%时,得到的两性离子共聚物薄膜具有一定的热稳定性、韧性和强度,且兼具优异的抗菌/防污特性。     

多重响应的单分散聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)纳米水凝胶的制备及性能表征

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与丙烯酸(AA)为单体,在水相中通过乳液聚合法制得具有温度、pH双重响应的单分散聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)(P(NIPAM-co-AA))纳米水凝胶。利用动态光散射仪(DLS)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对纳米水凝胶的尺寸、形貌和化学组成进行了表征,讨论了单体含量和乳化剂含量对凝胶粒径和多分散指数(PDI)的影响,同时探究了纳米水凝胶的温敏性和pH敏感性。结果表明:当AA为单体总物质的量分数的20%、乳化剂用量为0.05 g时,制得的球形纳米水凝胶形态均匀规整,水合直径为403 nm,PDI仅为0.033,且对温度和pH具有双重敏感,尤其在pH为4~6时,响应极为明显。     

P(MAA-co-AM)纳米水凝胶的制备与表征

利用单体对之间的氢键特殊相互作用,采用一步反应在水相中共聚甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酰胺（AM）和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）,制备了pH响应性共聚物P（MAA-co-AM）纳米水凝胶。采用纳米粒度与电位分析仪、傅里叶红外光谱仪、透射电子显微镜、场发射扫描电镜等对P（MAA-co-AM）纳米水凝胶的尺寸、形貌、组成和结构进行了表征。系统研究了反应参数对P（MAA-co-AM）纳米水凝胶的影响。结果表明：当两单体等物质的量投料时所制备的P（MAA-co-AM）纳米水凝胶粒径分布最窄（〈D_h〉=129 nm,PDI=0.095）,且其粒径随着两单体用量的增加而增大。随着单体加入时间的延长或EGDMA用量的增加,P（MAA-co-AM）纳米水凝胶的粒径逐渐变小。P（MAA-co-AM）纳米水凝胶表现出极好的pH响应性：当介质的pH从4增加到8时,溶胀比高达7,体积扩张了343倍。     

4-乙烯基吡啶型两性离子共聚物树脂的制备及其性能

将4-乙烯基吡啶（4-VP）、丙烯酸乙酯（EA）和丙烯酸丁酯（BA）进行自由基三元共聚,得到聚（4-乙烯基吡啶-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯）三元共聚物（P（4-VP-co-EA-co-BA））;随后用1,3-丙磺酸内酯（1,3-PS）对其进行季铵化改性,得到了两性离子共聚物P（4-VPPS-co-EA-co-BA）。利用核磁共振氢谱（¹H-NMR）、傅里叶转换红外光谱（FT-IR）、热重（TG）分析、万能材料试验、稀释涂布平板法和显微镜等对P（4-VP-co-EA-co-BA）和P（4-VPPS-co-EA-co-BA）的化学结构、热力学性能、杀菌性能和抗黏附性能进行了表征。结果表明：P（4-VPPS-co-EA-co-BA）不仅具有较好的热稳定性、拉伸强度和韧性,还具有优秀的抗菌与抗黏附性能。     

核交联型双亲聚合物胶体粒子的制备及其乳化性能

以三硫代碳酸酯为链转移剂,合成了端羧基聚(丙烯酸-r-苯乙烯)(P(AA-r-St))大分子链转移剂;将其用于二乙烯基苯的可逆加成-断裂链转移自由基(RAFT)聚合,一步制备了以交联聚二乙烯基苯为内核、P(AA-r-St)为核外大分子链的双亲聚合物胶体粒子。通过红外光谱、核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱确定了大分子链转移剂的化学结构;采用纳米粒度仪、扫描电子显微镜和水接触角测试对胶体粒子的尺寸、形貌及亲-疏水性进行了表征。研究了核外大分子链的化学组成、水相pH、油-水体积比以及油相类型对胶体粒子乳化性能的影响,并通过油相固化的方式考察了胶体粒子在油-水界面的形貌。结果表明:改变核外大分子链的化学组成可有效调控胶体粒子的尺寸、亲-疏水性及乳化性能;当核外大分子链中疏水基元St的物质的量分数为11%时,胶体粒子能够在较宽的pH范围(3~11)稳定水包油型乳液,最大油相体积分数达66.7%;胶体粒子吸附于油-水界面上,有效阻止了乳液滴的聚并;此外,胶体粒子可长效稳定多种油-水体系,作为颗粒乳化剂具有良好的普适性。     

双亲性共聚物P(St/VBT-co-MA)自组装胶束的制备及其乳化性能

以1-(4-乙烯基苄基)胸腺嘧啶(VBT)、苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)为共聚单体,采用自由基聚合法制备了双亲性共聚物P(St/VBT-co-MA)(PSVM)。PSVM在选择性溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的水溶液中进行自组装可形成胶束。利用透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表征了自组装胶束的形态和粒径分布。以该胶束作为颗粒乳化剂稳定白油-水体系形成乳液,研究了PSVM胶束浓度、pH、盐浓度等对其乳化性能的影响,并用光学显微镜(OM)表征了其乳液形态。结果表明:通过自由基聚合的方法成功合成了双亲共聚物PSVM,其自组装形成粒径分布均匀的球形胶束; 该胶束具有优异的乳化效率,其乳液长期稳定且具有pH响应性及强耐盐性,静置四个月后,乳液仍具有良好的乳化效果且乳液层高度基本不变。     

P(St-co-MMA)微球表面包覆磁性氧化石墨烯的制备与表征

以单分散的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(P(St-co-MMA))微球为载体,FeSO₄·7H₂O和FeCl₃·6H₂O为铁源,NaOH为沉淀剂,在氧化石墨烯(GO)存在下,利用反相共沉淀法通过原位复合技术在P(St-co-MMA)微球表面包覆磁性氧化石墨烯(P(St-co-MMA)/Fe₃O₄/GO)。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和氮吸附-脱附等温线对P(St-co-MMA)/Fe₃O₄/GO样品的结构和性能进行表征分析。研究结果表明:纳米级的磁性氧化石墨烯成功地负载在了微米级的共聚物P(St-co-MMA)表面,所制备的P(St-co-MMA)/Fe₃O₄/GO微纳米复合物平均孔径为14.55 nm,孔体积为0.204 2 cm³/g,比表面积为56.14 m²/g。该复合物具有超顺磁性和良好的磁响应性,能够满足磁分离的要求。     

多嵌段共聚物/纳米粒子杂化多级结构的光学性能

结合耗散粒子动力学模拟和时域有限差分方法,研究了A（BC）_n多嵌段共聚物和纳米粒子共混体系的自组装行为及其光学性能,分析了纳米粒子体积分数和嵌段间相互作用强度对自组装形貌及其光学性能的影响。结果表明,A（BC）_n多嵌段共聚物/纳米粒子共混体系可形成有机/无机杂化的多级结构,改变纳米粒子的体积分数和嵌段间相互作用强度可以调控纳米粒子的分布及其相应的多级结构。不同尺度的结构对不同频率光的反射作用有明显区别,而纳米粒子的加入显著增大了反射峰的强度和宽度。改变纳米粒子的分布可调控反射峰的强度和宽度。     

苯乙烯-苯乙烯磺酸钠共聚物的制备及其流变性能

采用乳液聚合合成了一种可作为聚丙烯（PP）纤维可染改性添加剂的苯乙烯-苯乙烯磺酸钠共聚物P（St-co-NaSS）。通过傅里叶转换红外光谱仪（FT-IR）和核磁共振氢谱仪（¹H-NMR）对共聚物的苯乙烯磺酸钠结构单元进行了表征,研究了反应条件对共聚物磺化度的影响;通过差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TG）研究了磺酸基团的引入对共聚物的玻璃化转变温度和起始分解温度的影响;通过旋转流变仪研究了磺化度对共聚物剪切黏度的影响;初步探讨了PP/P（St-co-NaSS）共混体系的染色性能。结果表明：当反应时间为2 h,反应温度为70℃,引发剂质量分数为0.6%,苯乙烯磺酸钠的摩尔分数为0.01时,共聚物的磺化度f=6.68%（零切黏度η₀=19 620 Pa·s,属牛顿流体）;在10^-2~10^-1 s^-1的剪切速率范围内,P（St-co-NaSS）表现出假塑性流体的特征,具有较好的加工流动性。对于PP/P（St-co-NaSS）共混体系,使用阳离子染料染色时,染色深度（K/S值）为2.603 2,使用分散染料染色时,K/S值为10.168 8。P（St-co-NaSS）适合作为聚丙烯纤维的可染改性添加剂。     

共聚物Poly(DMAEMA-co-TPE-a)的合成及pH敏感荧光多孔光纤制备

将甲基丙烯酸N,N-二甲氨乙酯（DMAEMA）和微量荧光单体4-丙烯酰氧基四苯乙烯（TPE-a）经自由基共聚合制备了共聚物Poly（DMAEMA-co-TPE-a）（PDT）,并通过引入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺（Bis）和致孔剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）制备了pH敏感荧光多孔光纤。采用FT-IR、¹H-NMR、TG和SEM表征了产物的结构,研究了产物的荧光和pH响应性能。研究表明,共聚物PDT具有聚集诱导发光（AIE）效应,并具有较好的pH响应性能;当单体、交联剂和致孔剂的物质的量之比为60：1：40时,制备的pH敏感荧光多孔光纤具有较好的耐热性能、内部结构和pH响应性能。     

基于酰腙可逆共价键制备溶胶-凝胶转变的可自愈合水凝胶

通过自由基聚合合成了系列丙烯酰胺(AM)和双丙酮丙烯酰胺(DAAM)的共聚物PAM-co-PDAAM。用核磁共振(¹H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构和组成进行了表征。将PAM-co-PDAAM和己二酰肼(ADH)混合,利用酮羰基和酰肼键之间形成酰腙可逆共价键构建具有溶胶(sol)-凝胶(gel)可逆转变特性的pH响应型凝胶。利用流变仪、扫描电镜(SEM)以及红外光谱(FT-IR)对sol-gel的转变过程进行了研究。考察了共聚物的组成对形成凝胶最低质量分数的影响。结果表明,随着DAAM含量的增加,形成凝胶的最低质量分数逐渐减小。制备得到的凝胶具有可自愈合性能。     

聚乙二醇修饰的阳离子脂质体作为siRNA传递系统的处方优化

研究摩尔分数为0%~5%的聚乙二醇（PEG）修饰的阳离子脂质体作为siRNA传递系统的优劣。制备了两组高低电荷的空白阳离子脂质体,分别含有摩尔分数为40%和20%的1,2-二油酰基-3-三甲氨基丙烷（DOTAP）,以人胰腺癌细胞株Hs-766T作为细胞模型,比较了细胞膜表面结合量及内吞量分别随时间和细胞外给药浓度变化的动力学曲线;结果显示4 h时细胞表面结合达到稳态,高电荷脂质体组与细胞的结合量明显高于低电荷脂质体组,PEG的加入使脂质体与细胞表面的不饱和型结合转变为可饱和型。采用共聚焦显微镜定性观察载siRNA的阳离子脂质体在6 h的细胞内分布情况,结果表明摩尔分数为40%DOTAP与0%~2%PEG组合有效地将siRNA转运至细胞质,而40%DATAP与5% PEG组合对转运无效。     

一种用于FDM型3D打印的改性PBT

以对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(PIA)、癸二酸(SA)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,通过直接酯化和减压缩聚的方法制备了一种适合熔融沉积打印(FDM)型3D打印的改性聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)——聚对苯二甲酸间苯二甲酸癸二酸丁二醇酯(PBTIS)。采用核磁共振氢谱(¹H-NMR)、凝胶渗透色谱法(GPC)、差示扫描量热法(DSC)、黏度计和熔体仪、万能电子拉力机和冲击试验机分别研究了其热性能、流变性能和力学性能。研究表明:当n(PTA):n(PIA)=7:3,SA的物质的量分数为3%~5%时,PBTIS具有合适的熔点、良好的拉伸强度和弯曲强度及悬梁缺口冲击强度等力学性能。用桌面拉丝挤出机将PBTIS样品制成卷材并用3D打印机打印,结果表明其可以流畅地打印出所设计的三维物件。     

PANI-PBOPy复合材料的制备及介电性能

采用甲基磺酸（MSA）掺杂聚苯胺（PANI）,并以MSA为溶剂,将其与聚（2,6-亚吡啶基）苯并二噁唑（PBOPy）采用溶液共混法制备 了不同PANI质量分数的PANI-PBOPy复合材料。采用红外光谱、WXRD、UV-Vis、TGA以及SEM对复合材料的结构和性能进行了表征。研究了PANI 的质量分数、温度、频率等因素对PANI-PBOPy复合材料导电性能和介电性能的影响。研究表明：当PANI的质量分数达到20%时,复合材料的电 导率增大了10个数量级;复合材料的介电常数和介电损耗则随着PANI质量分数的增加呈现先增大后减小的趋势,随着频率的升高先迅速降低而 后趋于稳定,并且随温度升高而增大,40 °C时PANI质量分数为15%的复合材料的介电常数约为230。     

酶-有机金属催化合成阳离子聚己内酯

首先以4-甲酸苄基哌啶内酯（NPIL）为原料,采用钯碳（Pd-C）催化加氢脱保护的方法合成了4-哌啶内酯单体（PIL）;然后以苯甲醇为引发剂,分别采用酶（Novozym 435）和异辛酸亚锡（Sn（Oct）₂）催化己内酯（CL）和PIL开环聚合,制备了阳离子共聚物聚（4-哌啶内酯）-co-聚己内酯（P（PIL-co-CL））。通过核磁共振氢谱（¹H-NMR）、红外光谱（FT-IR）、凝胶渗透色谱（GPC）、差示扫描量热仪（DSC）等方法对共聚物的结构组成、数均分子量以及热性能等进行了表征。结果表明：成功制备了阳离子聚合物P（PIL-co-CL）,相较于有机金属催化剂Sn（Oct）₂,固定化酶Novozym 435催化内酯开环聚合表现出聚合可控且无副反应的优点。     

聚丙二醇二缩水甘油醚-柠檬酸共聚酯增塑聚乳酸的研究

通过聚丙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇与柠檬酸反应分别制备了聚丙二醇二缩水甘油醚-柠檬酸共聚酯（PPGDECA）和聚丙二醇-柠檬酸共聚酯（PPGCA）,并对其结构进行了表征。进一步通过熔融共混制备了两者与聚乳酸（PLA）的共混物。结果表明,当PPGDECA质量分数低于10%时,其在基体内分散均匀;反之,则其在基体内的分散程度较差,力学性能下降。两种共聚酯对比研究结果表明：PPGDECA具有更高的增塑效率,共混物的强度和模量更高,同时在不同环境中的渗出率更小,其综合性能优于PPGCA。