基于二烯丙基丙二酰脲的聚合物的制备与性能研究

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近年来,超分子自组装的研究引起了越来越多的科研人员的兴趣,超分子自组装是利用多种非共价键通过弱作用力自发地形成有序聚集体结构的一种方法。超分子自组装由于操作方便、原料易得等优点已经广泛应用于生物工程、环境保护以及光电催化等领域。在配位和超分子化学中,具有五个潜在结合位点的丙二酰脲化合物是非常典型的多功能配体,具有较高的研究价值和应用潜力,但是人们对此类配体的聚合物形式的研究还相对较少。因此,本文在二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的启发下,以含丙二酰脲的二烯丙基丙二酰脲(DAMU)单体为基础,以拓展其应用范围为目标,进行了如下研究:DAMU可通过自由基聚合轻易制备得到聚二烯丙基丙二酰脲(PDAMU)聚合物。基于烯丙基类的自阻聚作用,我们对反应条件进行了详细的探究,实验结果证明,在30℃下,以偶氮二异庚腈(ABVN)为引发剂,通过补加5次引发剂,可有效提高PDAMU的分子量和产率。另外,PDAMU可通过与银离子(Ag+)配位形成具有高抗菌活性的复合物(PDAMU-Ag),也可通过与三聚氰胺(MLM)互补氢键形成具有规则形态的超分子纳米棒组装体;而且,DAMU还可与烯丙基单体如醋酸乙烯(VA)发生共聚反应,形成新型聚合物,这都极大的拓展了DAMU的适用范围和应用领域。此外,通过双键-巯基点击反应来合成不同组分超分子自组装弹性体,并通过调整各组分的比例来优化四组分弹性体的力学性能。在制备三组分弹性体(APS)的过程中,随着DAMU含量的增加,APS的力学性能得到提升;由于DAMU可以与MLM形成互补氢键,可通过在弹性体APS中加入MLM来显著提升其力学性能,而且MLM在二组份聚合物PDAHS也有相同作用。聚乙烯醇(PVA)基水凝胶因其优异的化学稳定性、良好的生物相容性以及较低的生物毒性,被广泛应用于组织工程、药物传递等生物医用领域。为进一步增强PVA水凝胶的力学性能,可通过DAMU与聚乙烯醇(PVA)的双重氢键作用形成PDAHS/PVA水凝胶,并通过加入硫醇与DAMU发生点击反应来提高水凝胶的聚合度。测试结果表明,与纯PVA水凝胶相比,二聚体PDAHS与PVA之间的氢键作用使得PDAHS/PVA水凝胶力学性能显著提高。本文创新性的研究DAMU的均聚、与其余烯丙基类单体共聚、与巯基点击反应、与PVA双重氢键作用等,为后续对于其余丙二酰脲基的开发与应用提供了新方案。
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