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本论文针对两大类聚合物开展了研究,它们分别是超支化聚乙烯亚胺(HPEI)和聚乙烯基咪唑(PVIm),通过大分子改性、共聚合或超分子复合方法赋予这两类聚合物在水溶液中呈现刺激响应性行为。具体研究内容如下:1、以HPEI为原料,通过大分子改性在HPEI上引入两种基团,分别是乙酰基(C2)和异丁酰基(C4),合成了两种具有相同化学组成,但C2和C4基团空间位置异构的超支化聚合物HPEI-C2-C4和HPEI-C4-C2。它们在水溶液的溶解度对温度和pH值敏感。在相同pH条件下,基团位置的差异导致HPEI-C4-C2比HPEI-C2-C4具有更高的浊点温度(Tcp),该现象的机理用核磁技术从分子水平进行了揭示。2、异丁酰化超支化聚乙烯亚胺(HPEI-IBAm)是一种常见的超支化温敏聚合物。将偶氮苯甲酸(PABA)、α-环糊精(α-CD)加入到HPEI-IBAm水溶液中,通过超分子复合方法形成了三元超分子复合物。该三元复合物在水中的溶解度表现出温度、pH值和光刺激响应性。该体系Tcp不仅可以通过改变PABA和α-CD的量进行调节,而且可以通过改变溶液pH值或是对体系进行紫外光-可见光照射来进行调控。3、设计并合成了一种功能性疏水单体IMMA,通过共聚方法将少量IMMA基元引入PVIm链中,所得产物在水中的溶解度表现出温敏性。温敏PVIm的Tcp受到IMMA含量以及溶液pH值的影响:IMMA含量越低,聚合物的Tcp越高;体系pH值越低时,Tcp也越高。利用咪唑基团的催化活性,该温敏聚合物可以作为一种智能催化剂催化对硝基酚乙酸酯(NPA)的水解反应,该反应的反应速率变化规律受到聚合物Tcp的直接影响。4、将温敏PVIm共聚物及PVIm均聚物进行高温高压水热反应,可制备得到聚合物量子点PVIm-dot。但所得PVIm-dot在水中的溶解度不再具有温度响应性。PVIm-dot在保留PVIm化学结构的同时还获得了荧光特性。该量子点在催化NPA水解反应时,表现出优于PVIm的催化活性,同时PVIm-dot在反应过程中的荧光变化可以用于定量监控水解反应进程。将PVIm-dot运用于细胞成像领域时,其具有良好的生物相容性,优异的荧光特性使其表现出良好的细胞成像性能。