基于側(cè)鏈型含胺聚合物的功能高分子材料設(shè)計合成與應(yīng)用.pdf

1、含胺聚合物由于結(jié)構(gòu)豐富、反應(yīng)活性高等特點可被用來構(gòu)筑性能優(yōu)異的功能高分子材料。高分子合成技術(shù)和胺基修飾方法的發(fā)展進一步為此提供了強有力的支撐。本論文則主要圍繞側(cè)鏈型含胺聚合物，設(shè)計、合成新型功能高分子材料，并開展應(yīng)用化研究。內(nèi)容主要包含以下五個方面:
　　在第二章，通過自由基共聚反應(yīng)和高碘酸鈉氧化法分別合成了烯丙基胺兩親共聚物P(AH-co-AHH)和具有二醛結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑。進而通過這兩種前驅(qū)體物質(zhì)之間的希夫堿反應(yīng)構(gòu)筑了可降解的水凝

2、膠材料，并探究了其在阻斷膽酸鹽肝腸循環(huán)，治療高血脂疾病中的應(yīng)用。通過多種手段對所合成聚合物前驅(qū)體和凝膠材料進行了系統(tǒng)地表征。更重要的是，等溫微量熱滴定(iTC)實驗揭示了甘氨膽酸鈉與P(AH-co-AHH)之間的結(jié)合作用主要依賴靜電相互作用和疏水締合作用的協(xié)同效應(yīng)。此外，所報道凝膠材料在模擬小腸環(huán)境中表現(xiàn)出可降解性能以及對甘氨膽酸鈉優(yōu)異的吸附性能。
　　在第三章，通過表面原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SIATRP)和側(cè)鏈型胺基的二硫代氨基甲

3、酸鹽(DTC)官能化修飾制備了DTC聚合物梳接枝的納米二氧化硅復合材料(DTC-PGMA@SiO2)，并將其作為高效的納米型重金屬離子吸附材料。反應(yīng)動力學數(shù)據(jù)表明SI-ATPR聚合反應(yīng)具有高度可控的特征。我們詳細研究了DTC-PGMA@SiO2對重金屬離子的吸附行為，包括pH影響、吸附動力學、吸附等溫線、吸附熱力學和吸附機理等。得益于規(guī)整的核-刷型結(jié)構(gòu)、高的比表面積和DTC基團的強重金屬離子吸附性能，DTC-PGMA@SiO2材料表現(xiàn)出

4、快平衡、高容量的優(yōu)異吸附性能。循環(huán)再生實驗表明所報道的吸附材料兼具成本經(jīng)濟性和可持續(xù)應(yīng)用性。
　　在第四章，通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)自由基聚合，制備了包含貽貝啟發(fā)的黏附性多巴胺嵌段和草本植物啟發(fā)的抗菌性茨醇嵌段的雙嵌段共聚物(PDA-b-PBA)，并將其應(yīng)用于構(gòu)筑具有持久黏附、抗菌性能的聚合物涂層。所合成的單體、聚合物、以及涂層材料通過多種手段得到了充分的表征。通過掃描電鏡和原子力顯微鏡觀測發(fā)現(xiàn)所制備的聚合物涂層具有光

5、滑、均勻的表面形貌。得益于豐富的側(cè)鏈型多巴胺和茨醇結(jié)構(gòu)，PDA-b-PBA聚合物涂層在二氧化硅、氧化鋁片、硅片和不銹鋼等多種基材表面展現(xiàn)出強健的黏附性能和優(yōu)異的廣譜抗菌性能。值得注意的是，PDA-b-PBA聚合物涂層還可構(gòu)筑在在棉布、紗布等織物表面，從而發(fā)展具有高度生物相容性和耐水洗性能的抗菌織物。
　　在第五章，基于呋喃官能化的烯丙基胺兩親共聚物P(AH-co-AHH)和馬來酰亞胺官能化的PEG聚合物構(gòu)筑了Diels-Alder

6、水凝膠材料，并將其應(yīng)用于疏水性藥物的長效緩釋。通過多種手段對所合成的聚合物前驅(qū)體以及凝膠樣品進行了系統(tǒng)表征。通過分子動力學模擬、等溫微量熱滴定(iTC)等手段著重研究了P(AH-co-AHH)對苯丁酸氮芥(CBL)藥物的增溶作用。載藥凝膠在模擬胃腸道環(huán)境中，均能夠表現(xiàn)出長效的CBL緩釋行為。體外細胞實驗表明，所報道的Diels-Alder水凝膠材料具有優(yōu)異的生物相容性，且凝膠緩釋給藥方案能顯著提高CBL藥物的安全性。
　　在第六章

7、，首先基于N-乙烯基乙酰胺合成了新型的雙烯單體，并用以制備Fe3O4納米顆粒摻雜的磁性凝膠基材。依此通過堿性水解和胺基的二硫代氨基甲酸鹽(DTC)官能化構(gòu)筑了具有牢靠網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)的磁性凝膠吸附材料(DTC-PNB@Fe3O4)，并將其應(yīng)用于處理水體重金屬離子污染。通過研究其吸附行為發(fā)現(xiàn)，得益于多孔結(jié)構(gòu)和DTC基團的強配位能力，該材料表現(xiàn)出較高的金屬離子吸附容量。和傳統(tǒng)的凝膠吸附材料相比，F(xiàn)e3O4納米顆粒的引入還賦予了DTC-PNB@F