结构可调聚合物微粒的制备及其形成机理研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:missile60
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚合物微粒由于具有可调控的组成、尺寸、表面性质、力学性能等,在药物缓释、催化剂、微反应器、电子信息、生物成像等方面有重要的应用。近年来,相对于传统的表面光滑的球形聚合物微粒,形态各异的微粒(如表面粗糙、多孔、片层、棒状等)引起了人们更多的关注与重视。例如,在药物传输中,微球的表面形态直接影响细胞行为及药物的传输与释放;多孔结构的微球由于其比表面积大、密度小、表面渗透能力强等可以作为微反应器及药物载体等。目前,虽然有很多方法可以制备聚合物微球(如聚合法、模板法等),但是如何简单、有效地制备具有尺寸均一、结构复杂的聚合物微粒仍面临挑战。  本论文将微流控技术与乳液–溶剂挥发法相结合,构建了结构可调的聚合物微粒。主要研究了疏水的均聚物在表面活性剂和助表面活性剂共同作用下乳液液滴的界面不稳定现象。通过调控溶剂挥发速率及助表面活性剂的浓度等实验参数,制备出可控结构的表面粗糙微球、多边形片层、多孔微球等。此外,通过实验初步探讨了乳液液滴界面不稳定现象的机理。本工作为聚合物微粒的设计与制备提供了实验和理论依据。主要研究内容和结果如下:  1.表面微结构可调的聚合物微球的构建。采用微流控技术制备出尺寸均一且溶有聚合物(如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等)和助表面活性剂1–十六醇(CA)的水包油型乳液液滴。其中,水相中用表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)稳定液滴,而油相是溶有聚合物和CA的氯仿溶液。氯仿挥发过程中,在SDS与CA共同作用下,液滴表面面积自发增大(类似于花朵绽放的过程),待氯仿挥发后结构固定,得到表面有褶皱的微球。研究结果表明,调节CA的浓度以及溶剂挥发速率均可以有效调控微球表面粗糙程度。该方法具有普适性,不仅适用于疏水聚合物(如均聚物、嵌段共聚物以及共混体系),还适用于多种有机溶剂和助表面活性剂。  2.运用毛细管吸入法,建立液滴中聚合物浓度与界面张力的对应关系,进一步探讨了界面不稳定现象的机理。实验中研究了 CA/PS/SDS体系,利用光学显微镜在线跟踪乳液液滴的变化,同时利用毛细管吸入法测定吸入液滴过程中毛细管内外压力差、毛细管内径等参数,在线测定溶剂挥发过程中乳液液滴的油/水界面张力。结果显示,乳液液滴在有机溶剂挥发过程中界面张力不断降低至接近于零。  3.结晶小分子诱导非结晶聚合物形成类似晶体结构的多边形片层。通过微流控技术制备尺寸均一、可控的乳液液滴,其中有机相是溶有PS和1–十八醇(OD)的氯仿溶液,水相是SDS水溶液。当初始乳液液滴的尺寸在10μm左右,OD浓度较高(5–40 mg/mL),且有机溶剂挥发速率较慢(通过水层高度h进行调控,h约为3–6 mm)时,显微镜在线观察到乳液液滴出现界面不稳定过程,并逐渐演变成大量的多边形片层。研究结果表明,改变有机溶剂的挥发速率、OD的浓度以及乳液液滴的尺寸,可制备出光滑微球、粗糙微球、折叠片层、多边形片层等微粒结构。该方法对不同的聚合物类型及分子量、助表面活性剂的链长等都适用。片层结构形成的可能机理是:界面不稳定的发生使得结晶的OD与非结晶的PS协同作用下诱导形成类晶状片层。  4.孔结构可调的多孔聚合物微球的制备。溶有PS和1–十六烷(HD)的氯仿溶液在聚乙烯醇(PVA)的乳化作用下形成乳液液滴。与CA相比,疏水性HD的加入不能诱导界面不稳定现象,因其与聚合物在液滴内由于相容性差而产生相分离。HD在有机溶剂挥发后会离开 PS球,从而形成多孔结构。结果表明,改变有机溶剂的挥发速率及HD的浓度,可调控孔的数目及孔径。该方法提供了一种新的制备可控多孔结构微球的方法。  以上工作提供了一种简单、有效的制备尺寸可控、结构复杂的聚合物微粒的方法,加深了人们对乳液液滴界面不稳定现象机理的认识,为设计与制备尺寸均一、结构新颖的聚合物微粒提供了理论依据和技术支撑。
其他文献
树枝形分子是一种具有三维构造、内部空腔、外层密集官能团结构的分子。树枝形分子的独特结构使其诞生以来就受到学者的广泛关注,在医药、催化、有机合成、光电材料等方面取得了重要进展。离子液体具有超低蒸汽压、稳定性好、电化学性能好、溶解性能优异、可设计等特性,使其在近几十年来有着迅猛的发展。六氯环三磷腈(HCCP)为六元磷氮环,其中六元环稳定,而环上的六个氯原子比较活泼,可以和羟基、氨基、羧基等反应。因此本
通过探讨油田含油污水多种处理技术的优缺点,我们选择混凝沉淀法来处理三元复合驱含油污水.先后研究了不同种类的自配混凝剂、无机混凝剂、有机高分子混凝剂和混凝剂复配对三
该文合成了5种结构对称的meso型含不同取代基的四苯基卟啉化合物,改进了合成、分离条件,并利用它们作为显色剂对铅离子含量的测定条件进行了研究,此研究尚未见文献报道.同时
古老工艺关公锦贴——流传于山西,兴盛于明清。纯手工制作,传世稀少,艺术价值极高,被称为“中华一绝”。自中国奥运会和世界博览会走红后,锦贴声名远播,凡是来到全国最大关帝
该论文探索了过渡性能良好的沉淀氢氧化镁、特殊晶体形貌的氢氧化镁及碱式硫酸镁的制备工艺条件,研究内容主要包括以下几方面:1、采用卤水-烧碱法,通过控制反应温度,卤液的浓
利用光纤布拉格光栅(FBG)构建传感器网络,结合小波变换、频谱分析和支持向量机分类算法,对碳纤维复合材料板低速冲击区域定位进行了研究。根据划分区域进行冲击试验,探索冲击
该文对大麦原生质体在金电极表面的固定及其光电化学性质做了研究,给出了利用聚电解质成功固定大麦原生质体的方法,在此基础上,检测到大麦原生质体的光电响应.该文研究了大麦
环糊精及其衍生物具有刚性的疏水空腔和亲水的表面,可以在水溶液中与多种有机、无机和生物分子结合形成主-客体或超分子配合物.因此作为一种优良的分子受体和酶-底物相互作用
不久前,在漯河卷烟厂党委召开的总结表彰会议上,12名“好媳妇、好家长、好邻居”披红戴花,与先进党员们一起登上领奖台,接受厂领导的表彰。这是该厂大张旗鼓地开展 Not lon
该文首先对化学发光的研究现状及进展作了综述,介绍了化学发光试剂和化学发光体系的新进展以及它们在生物、化学、医学、食品、环境等领域的分析应用.系统讨论了多酚类化合物