pH和溫度響應(yīng)型高分子智能膜的制備、性能及應(yīng)用研究.pdf

1、高分子智能膜在物質(zhì)分離、控制釋放等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景，而目前研究主要集中在對極性膜材的智能化和已有膜材的表面智能化。所以深入研究非極性智能膜和自支撐智能膜的制備方法和響應(yīng)機(jī)理，并將高分子智能膜理念應(yīng)用于微膠囊的構(gòu)筑，擴(kuò)展其應(yīng)用，具有十分重要的意義。本論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)率先以乙酸乙酯為溶劑制備了分子量分布窄、結(jié)構(gòu)可控的兩親性嵌段共聚物聚丙烯酸正丁酯-b-聚甲基丙烯酸

2、（2-N，N-二乙胺基）乙酯（PnBA-b-PDEAEMA）。首次以PnBA-b-PDEAEMA為表面修飾劑，通過表面截留法構(gòu)筑了pH響應(yīng)型聚丙烯(PP)微濾膜。研究了修飾劑、溶劑和處理溫度對微濾膜表面潤濕性能和表面形貌的影響，結(jié)果表明最適宜的修飾條件是以20 g/L PnBA49-b-PDEAEMA106四氫呋喃（THF）溶液為修飾劑，處理溫度為40℃，在此條件下修飾后的微濾膜的接觸角為26°。
　　(2)通過ATRP法制備了分

3、子量分布窄、結(jié)構(gòu)可控的兩親性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸（2-N, N-二乙胺基）乙酯(PS-b-PDEAEMA)。采用非溶劑致相轉(zhuǎn)化(NIPS)法，制備了新穎的自支撐pH響應(yīng)型P(St)71-b-PDEAEMA31微孔膜和P(St)71-b-PDEAEMA82微孔膜?？疾炝四z浴的pH值、溶劑、揮發(fā)時(shí)間和聚合物組成對膜結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明最合適的成膜條件是以25％THF/75％DMF的混合物為溶劑、鑄膜液濃度為5wt％、揮發(fā)時(shí)

4、間為20 s、凝膠浴為pH2.0的蒸餾水。
　　(3)采用ATRP法合成了具有pH響應(yīng)性和/或溫度響應(yīng)性的接枝共聚物:乙基纖維素-g-聚甲基丙烯酸（2-N，N-二乙胺基）乙酯（EC-g-PDEAEMA）、乙基纖維素-g-聚甲基丙烯酸（2-N,N-二甲胺基）乙酯（EC-g-PDMAEMA）和乙基纖維素-g-聚N-異丙基丙烯酰胺(EC-g-PNIPPAm)。首次采用NIPS法制備了基于以上三類聚合物的微孔膜。考察了溶劑、揮發(fā)時(shí)間和聚合

5、物組成對膜結(jié)構(gòu)的影響。提出了NIPS法制備EC基微孔膜時(shí)微孔形成的機(jī)理。制備pH響應(yīng)型EC-g-PDEAEMA微孔膜最適宜的工藝條件是成膜材料為EC0.2-g-PDEAEMA32、溶劑為75％THF/25％DMF、鑄膜液濃度為15 wt％、揮發(fā)時(shí)間為1 min。在溶劑為75％THF/25％DMF、鑄膜液濃度為15 wt％、揮發(fā)時(shí)間為1 min下制備的EC0.2-g-PNIPPAm34微孔膜具有較好的溫度響應(yīng)性，開關(guān)溫度在35℃附近。在溶

6、劑為75％THF/25％DMF、鑄膜液濃度為15 wt％、揮發(fā)時(shí)間為30 s下制備的EC0.1-g-PDMAEMA32微孔膜具有較好的pH和溫度響應(yīng)性。
　　(4)率先將智能高分子膜的理念應(yīng)用于艾蒿微膠囊的構(gòu)筑。采用乳液溶劑揮發(fā)法，以艾蒿提取液為芯材，分別以EC-g-PDEAEMA、EC-g-PNIPPAm和EC-g-PDMAEMA為壁材制備了pH值或/和溫度響應(yīng)性微膠囊。確定了制備微膠囊最合適的工藝是以聚乙烯醇(PVA)為乳化劑

7、，壁材濃度為2.5 wt％，艾蒿提取液濃度為2wt％，核殼比為50∶50。EC0.1-g-PNIPPAm20-艾蒿提取液微膠囊在20 d時(shí)對大腸桿菌的抗菌率為92％，體現(xiàn)了優(yōu)異的抗菌持效性，并且溫敏微膠囊在37℃時(shí)體現(xiàn)了更好的抗菌效果。
　　(5)通過ATRP法合成了具有溫度響應(yīng)性的殼聚糖(CS)接枝共聚物CS0.1-g-PNIPPAm22。首次采用成孔劑成孔法，以納米SiO2為成孔劑，制備出新穎的溫敏CS基微孔膜。采用單凝聚法率