两亲嵌段共聚物的合成及其自组装研究进展

合集下载

嵌段共聚物自组装原理

嵌段共聚物自组装原理

嵌段共聚物自组装原理
嵌段共聚物是由两种或更多不同单体组成的高分子,其中每一种单体呈现出不同的化学性质和结构。

这种高分子结构的独特性质使得它们具有自组装能力,能够通过调节嵌段共聚物的化学结构和相互作用来控制其自组装行为。

嵌段共聚物的自组装是由两种相互作用力驱动的,一种是共价键的化学结构,另一种是非共价的物理相互作用力。

对于嵌段共聚物而言,化学结构的变化可以通过改变单体的化学性质和序列来控制,而物理相互作用力则可以通过调节嵌段共聚物的溶剂、温度、离子强度和pH值等参数来控制。

在嵌段共聚物的自组装过程中,一般会出现两种不同的相,即亲水相和疏水相。

这两种相的形成与嵌段共聚物的化学结构和相互作用有关,通常情况下亲水相由亲水单体组成,疏水相由疏水单体组成。

在溶液中,嵌段共聚物会自组装成各种形态的结构,如球形微胶囊、棒状胶束、片状薄膜等。

这些结构的形成与嵌段共聚物的化学结构和相互作用密切相关。

例如,如果嵌段共聚物的两端具有相同的亲水性,则很容易形成球形微胶囊;如果嵌段共聚物的两端具有不同的亲水性,则很容易形成棒状胶束。

总之,嵌段共聚物的自组装原理是一种将化学和物理相结合的过程,通过调节嵌段共聚物的化学结构和相互作用力,可以控制其自组装行为,形成各种不同形态的结构。

这种自组装技术在纳米科技、生物医学和材料科学等领域都有着广泛的应用。

嵌段共聚物的自组装与应用

嵌段共聚物的自组装与应用

嵌段共聚物的自组装与应用嵌段共聚物是由两个或多个不同的单体通过化学键连接形成的高分子分子链。

这种高分子结构的独特之处在于,不同单体所构成的均等分布在分子链内,而且具有一定的序列性,即斯加夫特—克朗威尔嵌段共聚物。

这种高分子具有极其丰富的自组装行为,在立方体、棒状、薄膜、纤维等多种形态中表现出惊人的多样性。

嵌段共聚物的自组装行为主要受两个方面因素影响,一是化学结构,二是外部条件,例如溶液中的温度、溶剂和浓度等因素。

在此基础上,人们发现嵌段共聚物不同的组装行为,诸如薄膜、微球、液晶、胶束以及纳米线等,各种组成的结构的实现依赖于先微观结构的控制,从而实现了宏观结构的完美组装。

薄膜型嵌段共聚物薄膜型嵌段共聚物种类繁多,可以分为单层薄膜和多层薄膜类型。

单层薄膜的制备可以通过静电自组装、摆线涂布、层层吸附等不同的方法完成制备,例如PS-b-PMMA和PS-b-PVP嵌段共聚物。

多层薄膜的制备是在单层薄膜的基础上,通过多次的重复操作可以得到。

例如,PAA-b-PNA可以制备出二维和三维的结构芯片,该结构具有良好的生物相容性,可用于生物医学等领域的应用。

微球型嵌段共聚物微球型嵌段共聚物具有资料分子缩成小球的优良性质,可以制备出不同成分和粒径,且在石墨烯等多种表面上实现可控性组装。

例如,PMMA-b-PS嵌段共聚物可以制备出超精细的单晶球形PMMA载体,其应用于光子晶体、半导体和生物传感器等领域,具有非常重要的应用价值。

液晶型嵌段共聚物液晶型嵌段共聚物是通过制备响应性结构,使其在特定条件下表现出液晶相行为,具有独特的柔性、可调性和响应性。

例如,PEG-b-PCL和PEG-b-PLA等嵌段共聚物可以制备出具有较高弯曲弹性的液晶胶体粒子,这种粒子可以作为外部刺激的响应载体,在高分子药物传递、光子晶体、生物膜和细胞组织工程等领域上具有潜在的应用。

纳米线型嵌段共聚物纳米线型嵌段共聚物具有狭长而尖锐的形态,独特的自组装方式和几乎无限制的应用优势。

RAFT聚合制备嵌段共聚物的研究进展_宫希杰

RAFT聚合制备嵌段共聚物的研究进展_宫希杰

图 5 适合 RAFT 聚合的单体 Fig.5 Various monomer used in RAFT
RAFT 聚合适用于多种单体的可控/活性聚合, 如苯乙烯衍生物,丙烯酸酯和丙烯酰胺,以及乙烯
2080
当代
基酯类单体等。此外,异戊二烯、2-乙烯基吡啶、
4-乙烯基吡啶、丙烯腈和烯丙基丁基醚(与丙烯酸酯
可用于此反应过程。
表 1 两嵌段共聚物的 RAFT 聚合
Table 1 RAFT-Based Synthesis of diblock copolymers
RAFT 试剂 a
第一段 单体 b
第二段 单体 b
温度 c/℃
溶剂
文献
R1
DMAEMA
PFSty
90, 60
1,4-二氧六环
[11]
R2
MMA
R3
嵌段共聚物是由两种或者两种以上不同性质的 聚合物链段通过适当的方法合成的一种具有特殊功 能的大分子链。近年来,嵌段共聚物的制备及应用 已经引起了高分子化学领域研究者的广泛关注。嵌 段共聚物可通过多种方法合成,如活性离子聚合、 配位聚合和可控/活性自由基聚合。活性离子聚合方 法对反应条件要求比较严格(绝对无氧无水),因此, 其应用范围受到限制。相对于活性离子聚合和配为 聚合来说,可控/活性自由基聚合具有可选择单体种 类多、反应条件温和以及适用于多种聚合体系等优 势。可控/活性自由基聚合法主要包括氮氧自由基聚 合(NMRP)、原子转移自由基聚合(ATRP)和可 逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合。其中, RAFT 聚合方法是最简单也是反应条件最温和的合 成嵌段共聚物的方法之一,RAFT 方法是由 Rizzardo 等人[1]于 1998 年首次提出的,与其他可控/活性自由 基聚合(CLRP)方法相比,RAFT 方法具有比较明 显的优势,如适合单体范围广,多种功能性乙烯基 单体都可以作为反应单体;聚合温度较低,一般在 60~70 ℃下就可以进行反应;得到的聚合物分子量 分布较窄,一般在 1.3 以下。此外,RAFT 聚合反应 过程中不会出现金属或金属盐类,产物不需要进一

含有聚氨基酸的嵌段共聚物的合成、自组装及应用-概述说明以及解释

含有聚氨基酸的嵌段共聚物的合成、自组装及应用-概述说明以及解释

含有聚氨基酸的嵌段共聚物的合成、自组装及应用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚氨基酸是一类具有良好生物相容性和可调控性的重要高分子材料。

嵌段共聚物由不同的聚合物块按照一定的次序和比例通过共价键连接而成,具有多样化的结构和功能。

含有聚氨基酸的嵌段共聚物能够通过合理设计和调控,实现不同形态的自组装行为,从而在材料科学、生物医学、纳米技术等领域展现出广阔的应用前景。

本文主要探讨含有聚氨基酸的嵌段共聚物的合成、自组装及应用方面的研究进展。

首先,我们将介绍合成含有聚氨基酸的嵌段共聚物的两种常用方法,并分析它们的优缺点。

然后,我们将探讨含有聚氨基酸的嵌段共聚物在自组装过程中的机制和形成的结构。

最后,我们将重点关注含有聚氨基酸的嵌段共聚物在不同领域的应用,如药物传输系统、纳米材料制备和功能材料等方面的研究进展和应用前景。

通过本文的研究,我们将深入了解含有聚氨基酸的嵌段共聚物在合成、自组装和应用方面的最新进展,并展望其未来的发展方向。

希望本文能够为相关研究者提供有益的参考和启示,促进该领域的进一步研究和应用。

1.2文章结构1.2 文章结构本文主要围绕着含有聚氨基酸的嵌段共聚物的合成、自组装及应用展开讨论。

整篇文章共分为引言、正文和结论三个主要部分。

在引言部分,我们首先概述了含有聚氨基酸的嵌段共聚物的研究背景和意义。

接着,我们对文章的结构进行了介绍,让读者明确了解到全文的组织方式。

最后,我们明确了本文的主要目的,即深入了解含有聚氨基酸的嵌段共聚物的合成、自组装及其应用领域,旨在推动相关领域的研究和应用的发展。

正文部分主要分为三个小节。

首先,我们详细介绍了含有聚氨基酸的嵌段共聚物的合成方法。

其中,我们提供了两种主要的合成方法,并分别进行了讨论。

这些合成方法涵盖了常用的技术手段,以帮助读者充分了解这些嵌段共聚物的制备过程。

接下来,我们探讨了含有聚氨基酸的嵌段共聚物的自组装过程。

在本节中,我们首先解释了自组装的机制,以便读者能够理解这一过程的原理和关键因素。

两亲性聚合物

两亲性聚合物

两亲性纳米胶束载药系统的研究进展摘要本文综述了由两亲性共聚物制备纳米胶束用于载药系统的研究进展,并进一步介绍这些载药系统的优点及应用。

关键词两亲性共聚物纳米胶束前言两亲性共聚物是同时含有亲油性与亲水性高分子链段的大分子物质只有独特的溶液性质,聚集特性,表面活性,生物相容性,溶液选择性等。

两亲性高分子在选择性溶剂中发生微相分离,可以形成具有疏溶剂核与溶剂化壳的自组装结构——聚合物纳米胶束[1]是研究得较多的一种非常重要的药物载主要用于对疏水难溶药物的增溶作用。

在肿瘤的治疗上目前采用的主要是化疗,即利用化学药物杀、抑制肿瘤细胞的生长繁殖和促进肿瘤细胞的分化,但是化疗治疗肿瘤在杀伤肿瘤细胞的同时,也将正常细胞和免疫(抵抗)细胞一同杀灭,化疗依然无法根治肿瘤且药物利用度不高。

肿瘤耐药的机制错综复杂经典的产生耐药的原因是抗肿瘤药物在进入肿瘤组织后无法到达靶细胞内的分子靶点或者无法达到有效的胞内浓度。

而与传统剂型相比,纳米载药体系的优点是粒径10—100nm,能在血液中长时间循环并保持稳定;在靶位表现更好的生物膜穿透性能;可保护核苷酸,防止被核酸酶降解。

具有缓释、控释与靶向给药的特点,提高了生物利用度;降低了毒副作用;增加了药物稳定性;丰富了药物的剂型选择,减少了用药量等在纳米铁微粒表面包覆一层聚合物后,可以固定蛋白质或酶,以控制生物反应。

很多纳米颗粒在体内的吸收和分布具有一定的规律。

如肿瘤血管对纳米颗粒有较高的通透性,因此可用纳米载体携带药物靶向作用于肿瘤组织。

另外,还可以利用纳米载体的一些特异的物理性质向靶位点转运药物。

通过连接特异性抗体和配体介导载体由细胞内吞途径被摄取或通过干扰技术从基因水平减少外排蛋白表达纳米载体能够克服外排蛋白而使更高浓度的药物在胞内蓄积。

另外随着新型刺激响应性材料的出现药物在肿瘤细胞内的释放时间和释放位置可通过采用不同种类和比例的聚合物进行调节也开发出了可同时包载多种药物的纳米载体使药物同时达到肿瘤部位可控制药物释放的纳米载体已成为现实。

两亲性及全亲水性嵌段聚合物在水溶液中的超分子自组装行为

两亲性及全亲水性嵌段聚合物在水溶液中的超分子自组装行为

2009年春博政考核姓名:李昌华学号:SA07020003系别:高分子材料与工程(20)Email:chli@日期:二零零九年六月两亲性及全亲水性嵌段聚合物在水溶液中的超分子自组装行为摘要:在过去的几十年里,水溶液中嵌段聚合物的超分子自组装行为受到了越来越广泛的关注。

研究报道,它们在药物释放,影像,遥感,和催化等领域的应用都取得了重大突破。

除了嵌段单元的序列长度,分子量,溶剂和链结构都能极大地影响它们在一些选择性的溶剂中的自组装性能。

这篇文章主要介绍了两亲性和全亲水性嵌段聚合物(DHBCs)的非线性链拓扑结构,包括杂臂星形嵌段聚合物,树状嵌段共聚物,环状嵌段共聚物,梳状共聚物刷。

发展脉络众所周知,两亲性嵌段聚合物可以在水溶液中自组装成的多种形态,包括:球状,棒状,片状,囊泡,大型复合胶束或囊泡【1-5】。

在过去的几十年中,由于嵌段共聚物组装体在药物释放【6-8】,成像【9-14】,遥感【15, 16】和催化【17-21】领域有着重要的应用,因而这一领域得到了越来越广泛的关注。

全亲水性嵌段聚合物(DHBCs)是一类特殊的两亲性嵌段聚合物,由化学性质不同的两嵌段或多嵌段组成,每个嵌段都有水溶性。

大多数情况下,全亲水性嵌段聚合物其中的一个嵌段的水溶性足以促进聚合物的溶解和分散,另一个嵌段为环境敏感水溶性聚合物。

当外部环境如pH值,温度,离子强度和光照发生变化时,其由水溶性的嵌段转变为不溶性的嵌段并出现胶束化行为【22-26】。

某些环境响应性的DHBCs甚至可以表现多重胶束化行为,通过调节外部环境条件其可以形成两种或多种具有反转结构的纳米尺度聚集体【22, 23, 26-32】。

DHBCs在稀水溶液中独特的环境敏感自组装行为成为近年来高分子自组装领域研究的一个新的热点,关于其的研究将进一步扩大嵌段聚合物组装体的应用范围。

该部分主要介绍领域发展的基本脉络,主要集中描述近几年来两亲性和全亲水性嵌段聚合物超分子自组装体具有的非线性链拓扑结构,包括杂臂星型聚合物,树枝状嵌段聚合物,环状嵌段聚合物和梳型嵌段聚合物。

以两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物为模板制备纳米TiO2WO3光催化剂的开题报告

以两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物为模板制备纳米TiO2WO3光催化剂的开题报告

以两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物为模板制备纳米TiO2WO3光催化剂的开题报告一、研究背景纳米材料的制备及应用一直是材料科学领域的热点研究方向之一。

近年来,纳米光催化剂的研究及应用在环境污染治理和能源领域中得到了广泛关注。

同时,嵌段共聚物也因其在纳米材料制备中的应用而备受关注。

两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物在纳米材料制备中的应用尚未得到大规模的研究,因此本研究将以两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物为模板,制备纳米TiO2WO3光催化剂。

二、研究内容1.制备两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物以ε―己内酯和丙烯酸为原料,通过环氧乙烷开环聚合获得两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物。

2.利用两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物为模板,制备纳米TiO2WO3光催化剂通过与钨酸钠反应后,与钛酸四丁酯进行水热反应,得到纳米TiO2WO3的前驱体;再将其加入两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物溶液中,进行自组装,形成纳米TiO2WO3@两亲性PCL-b-PAA复合材料。

通过热解两亲性PCL-b-PAA模板,获得纳米TiO2WO3光催化剂。

3.表征纳米TiO2WO3光催化剂的结构和性质利用X射线衍射、透射电镜、傅里叶变换红外光谱、氮吸附—脱附实验等技术对制备的纳米TiO2WO3光催化剂进行表征,分析其结构和性质。

4.评价纳米TiO2WO3光催化剂的光催化性能以亚甲基蓝、罗丹明B等有机染料为模型污染物,评价纳米TiO2WO3光催化剂的光催化降解效果,研究优化其光催化性能。

三、研究意义1.探究两亲性PCL-b-PAA嵌段共聚物作为模板制备纳米光催化剂的方法及其应用;2.提高纳米光催化剂的制备效率和催化性能;3.为环境污染治理和能源领域提供新的可持续发展技术。

聚缩水甘油-b-聚乳酸嵌段共聚物的合成及其自组装性能的研究

聚缩水甘油-b-聚乳酸嵌段共聚物的合成及其自组装性能的研究

成 侧基 为. O H 的聚 合 物 , 进 而 能进 行 官 能 团 的 修 饰 。本 文 以 P A G E为 起始 物合 成 了聚缩水 甘油 . b . 聚乳 酸嵌 段共 聚物 ( P g l y c i d o l - b - P E A) , 并研 究 了该
束、 囊泡和柱状体等 , 这些 纳米粒子在 药物输送、 生物传感器和组织工程等方 面具有重要 的潜在应 用价 值 ¨ . 2 J 。由于聚 乳 酸 ( P L A )和 聚 乙 二 醇
Ke y wo r d s : Amp h i p h i l i c b l o c k c o el p y me r ; s e l f - a s s e mb l e ; mi c e U e s ; f u n c t i o n l a g r o u p
两 亲嵌段 共 聚物 能够 自组 装 成 纳 米 尺 寸 的胶
Ab s t r a c t : A m p h i p h i l i c b l o c k c o p o l y me r P ( g l y c i d o 1 ) - b - P L A w a ¥s y n t h e s i z e d i n t h i s p a p e r . T h e c o m p o s i t i o n a n d s t r u c t u r e o f t h e s e
聚合物在水溶液中的 自组装性能。
( P E G ) 无毒 、 良 好 的生物相容性等特性 , 它们被广 泛用于生物医用材料 的合成 【 3 . 4 ] , 但 是除端基外 ,
它们 不 具有 能被 修 饰 的 功 能 基 团 , 这 限制 了二 者 的应 用 范 围 。 聚 烯 丙 基 缩 水 甘 油 醚 ( P A G E) 是
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

纳米胶束 , 在乳化分散技术 、 纳米材料 、 载体催 化 剂、 生物 医 用材料 、 药物控 制 释放 [ 3 ] 等各 个领 域 都
有 广泛 的应 用 。近几 十年 来 , 两 亲 嵌 段 共 聚 物 通 过 在选 择性 溶剂 中 自组装 形 成聚合 物 胶束 的研 究 成 为重 中之 重 , 受到 了学 术界 的广 泛关 注 。
综 述 专 论
ห้องสมุดไป่ตู้
S C I E N C E & T E C H N O L O G Y 化 I 工 N C 科 H 技 E , M 2 0 I C 1 3 A , L 2 1 I ( N 2 D ) U : 5 S 3 T  ̄ R 5 Y 6
两 亲嵌 段 共 聚 物 的合 成 及 其 自组 装 研 究 进展 *
梁 飞 , 潘龙 飞。
( 1 . 西安 医学院 , 陕西 西安 7 1 0 0 2 1 ; 2 . 西安交通大学医学 院第二附属医学 急诊科 , 陕西 西安 7 1 0 0 0 4 )

要: 作者介绍 了两亲嵌段共 聚物 的活性 阴离子 聚合 、 基 团转移聚合 、 开环歧化聚合 、 活性 阳 离子
( Kr a t o n ) 。活性 阴离子 聚合 要求单 体 是 阴离子 可 聚 合型 , 而且 活性 阴离子必 须 具有很 强 的亲 核性 ,
能够快速攻击单体 以避免副反应 的发生[ 5 ] 。比如
收 稿 日期 : 2 0 1 2 — 1 2 — 0 8
方面与活性 阴离子 聚合相互补充 。G T P不仅可 以合成能形成稳定亲/ 疏水界面的嵌段共聚物 , 还 可以合成用于生物界面的嵌段共聚物 , 可以得到 分散系 数小 、 分 子量 分 布 窄 、 结 果 可 控 制 的聚
P E 0 b — P P O- b — P E O( P l u r o n i c s ) 与 P b — P B — b — P S
酯) , 并 利用 这种 聚合 物制 备 了血液相 容性 良好 的 材 料 。这种 方法 必须 在 微 量 催 化 剂 存 在下 ( 用量 仅 为引发 剂 用量 的 0 . 1 " - - ' 0 . 0 1 ) 才 能 进行 , 且 仅适 用 于丙 烯酸 酯 类 极 性单 体 , 因此 在 适 用 单体
合物 。
作考简介: 助教 梁 飞( 1 9 8 4 -) , 男, 陕西宝鸡人, 西安医学院
主要从事 医用 高分子材料方面的研究 。 *陕西省教育厅科研计划项 目( 1 2 J K 0 6 3 8 ) 。
单烯烃类 、 共轭烯烃类 、 环氧化合物、 丙烯酸酯类 、 环 酯类 、 环酰 胺类 等都 可 以进行 阴离 子聚 合 , 其 特 点 是不存 在 任何 使聚 合链增 长 反应停 止或 不可 逆 转 移副 反应 , 但其 最 大 的缺 点是 反应 条件 较苛刻 、 应 用范 围窄 。 1 . 2 基 团转移 聚合 基团转 移 聚合 ( G T P ) 是 1 9 8 3年 杜邦 公 司 We b s t e r 小 组提 出的极性 单体 控 制 聚合 的一 种 新 方法 , 是 一种 在含 硅有 机化 合物 的 引发剂作 用下 , 使C t , f i ’ 不饱 和 酯 、 酮、 腈类 等极 性单 体进 行活性 聚 合 的一 种新 的 高分 子 合 成 反应 , 通过 催 化 剂 与 引 发 剂 端基 的硅 、 锗 原 子配 位 , 激发硅、 锗 原子 使 之 与单体的羰基氧或氮结合成共价键 , 单体 中的双 键 与 引发剂 中 的双键 完成加 成 反应 , 硅、 锗 烷氧基 转移至末端形成活性化合物, 以上过程反复进行 , 得 到相 应 的活性 聚 合 物[ 。B i l l i n g h a m 等[ 用丙
烯 酸酯类 单 体成 功 合 成 了聚 ( 甲基 丙烯 酸一 2 一 二甲
基胺 乙酯 ) 一 b 一 聚 甲基 丙 烯 酸 甲酯 共 聚 物 。Ok a n o 等l _ 8 ] 合成 了聚苯 乙烯一 b 一 聚( 2 一 甲基 丙 烯 酸 羟 乙
1 两亲嵌段共聚物 的制备方 法
两亲嵌段共聚物 的制备方法 多种 多样 , 常用
的有 : 活性 阴离 子聚 合 、 活性 阳离 子聚 合 、 活性/ 可 控 自由基 聚合 、 基 团转 移 聚合 、 开环 歧 化 聚合 、 缩
聚法 以及嵌 段共 聚 物 的化 学 改性 等E 。 1 . 1 活性 阴离子聚 合
自从 1 9 5 6 年 美 国科 学家 S z wa r c 发 现 活性 阴 离 子 聚合 以来 , 研究 者 进行 了大 量 卓 有 成 效 的 研 究 。这 种 聚合方 法是 制备 嵌 段共 聚物 最经 典 的方 法, 现 在 许 多 嵌 段 共 聚 物 已经 实 现 了工 业 化 , 如
聚合 、 活性 / 可控 自由基聚合 、 缩聚法 、 嵌段 共聚物化 学改性法等合 成 方法 , 并对其 自组装 形成聚合 物纳 米胶束 的制备方 法、 形成机理 以及在 药物控制释放领域 的应用进 行 了综述 , 并对其 未来发展趋 势进 行 了
展望 。
关键词 : 两亲嵌段共聚物 ; 自组 装 ; 聚合物胶柬 ; 合 成
中图分类号 : O 6 3 1
文献标识 码 : A
文章编 号 : 1 0 0 8 — 0 5 1 1 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 5 3 — 0 4
两 亲嵌 段共 聚物 是 既含有 亲 水基 团又 含有 疏 水基 团的一 类 聚合物 [ 】 ] 。两亲嵌 段共 聚物凭 借 其 独 特 的结构 、 特 殊 的性质 及潜 在 的应用 前景 , 成 为 当前 高 分 子学科 领域 的研 究 热点 L 2 ] 。它 可 以在 选 择 性 溶 剂 中 自组装 形 成 具 有 核一 壳 结 构 的聚合 物
相关文档
最新文档