聚苯胺微球和二硫苏糖醇—三羟甲基丙烷三丙烯酸酯微球的制备及释放性能研究

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功能性聚合物微球作为一种粒径从纳米到微米范围内的球形聚合物,具有很多优良的性质,如比表面积大、表面可修饰、独特的光学和电学性能等。近年来,功能性聚合物微球在自修复涂料和生物医药领域的应用越来越广泛。本论文通过微乳液聚合法制备粒径可控的聚苯胺(PANI)微球及其共聚物微球,并对PANI微球的释放性能进行了研究,希望应用于自修复防腐涂料;此外,采用非水乳液聚合法成功合成了功能性的水凝胶微球,并对微球的释放性能进行了研究,希望应用于药物控制释放领域。采用微乳液聚合法制备了PANI微球,考察了乳化剂种类(十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵.AEO-3/AEO-9)、浓度,助乳化剂的种类(聚乙烯醇P VA-1799、PVA-1788、 PVA-(31000~50000))、用量及单体摩尔比等因素对聚合物微观形貌的影响。采用红外光谱、紫外可见光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射光谱以及TG-DSC同步热分析仪对微球的结构、性质和微观形貌进行了表征。.结果表明,采用十二烷基硫酸钠为乳化剂、PVA-1799为助乳化剂、过硫酸铵为氧化剂(过硫酸铵和苯胺单体摩尔比为1:1)时,可以制备得到粒径在100-1000 nm,形貌均一的聚合物微球。增加PVA-1799的含量有利于体系的稳定和微球的形成,微球的粒径随着SDS浓度的增加而减小。此外,采用微乳液聚合法,单体摩尔比为1:5,制备了结构规整、平均粒径约为1 gm的聚(2,5-二甲氧基苯胺-苯胺)共聚物微球。2,-5-二甲氧基苯胺的加入会有利于微球的生成,但使得聚合物的热稳定性有所降低,而且2,5-二甲氧基苯胺含量过多会造成微球破裂。因而2,5-二甲氧基苯胺和苯胺的最佳摩尔比范围为1:5-1:9。论文还对自修复剂在PANI微球中的释放性能进行了初步研究。结果表明,聚苯胺微球对自修复剂的释放主要由扩散控制。论文采用三嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(PS-PB-PS)为乳化剂,极性有机溶剂(乙腈)和非极性有机溶剂(环己烷)为分散相和连续相,二硫苏糖醇(DTT)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为单体制备水凝胶微球。考察了加料方法、乳化剂浓度、单体的摩尔配比对微球微观形貌、粒径以及吸水性的影响。用红外光皮、紫外可见光谱、扫描电子显微镜对产物的结构和形貌进行了表征。结果表明,当采用加料方法二(最后滴加TMPTA), PS-PB-PS的浓度为19.48g/L,乙腈和环己烷的体积比为1:30,单体DTT/TMPTA摩尔比为3:2时,可以得到结构规整、分散性好的水凝胶微球。当乳化剂浓度由3.22 g/L增加至32.45 g/L时,微球粒径由4.08 μm减小为680 nm。微球的吸水性随DTT含量的增加而增大。此外,论文研究了水凝胶微球在不同pH缓冲溶液中对喜树碱(CPT)的释放性能。释放结果表明,水凝胶微球在pH=7.4的缓冲液中对CPT的释放速率更快,而且当释放总质量分数Mt/Moo≤0.6时,释放由溶胀控制;在Mt/M∞≥0.6时,释放由扩散控制。
致谢第5-6页
摘要第6-8页
Abstract第8-9页
1 绪论第12-42页
    1.1 功能性聚合物微球概述第12-13页
        1.1.1 功能性聚合物微球的定义第12页
        1.1.2 功能性聚合物微球的性质第12-13页
    1.2 功能性聚合物微球的制备第13-29页
        1.2.1 传统的制备功能性聚合物微球的方法第14-17页
        1.2.2 乳液聚合(emulsion polymerization)第17-20页
        1.2.3 微乳液聚合(microemulsion polymerization)第20-25页
        1.2.4 非水乳液聚合(non-aqueous emulsion polymerization)第25-29页
    1.3 功能性聚合物微球的释放行为第29-34页
        1.3.1 聚合物微球的负载模式第29-31页
        1.3.2 功能性物质的释放第31-32页
        1.3.3 聚合物微球的释放机理第32-34页
    1.4 功能性聚合物微球的应用第34-40页
        1.4.1 生物分离第34-35页
        1.4.2 生物医药领域方面的应用第35-38页
        1.4.3 在防腐涂层方面的应用第38-40页
    1.5 课题提出的目的和意义、研究内容及创新点第40-42页
        1.5.1 课题提出的目的和意义第40页
        1.5.2 研究内容第40-41页
        1.5.3 创新点第41-42页
2 实验部分第42-52页
    2.1 原料和试剂第42-43页
    2.2 仪器及设备第43-44页
    2.3 实验步骤第44-52页
        2.3.1 聚合物微球的制备第44-50页
        2.3.2 聚合物微球的表征第50-52页
3 微乳液法制备PANI微球及其共聚物微球和释放性能研究第52-66页
    3.1 制备方法对聚苯胺微观形貌的影响第52-53页
    3.2 乳化剂种类对聚苯胺微观形貌影响第53-56页
    3.3 乳化剂浓度对聚苯胺微观形貌的影响第56-57页
    3.4 助乳化剂PVA的种类及含量对聚苯胺微观形貌的影响第57-60页
    3.5 其他聚合条件的改变对聚苯胺微观形貌的影响第60页
    3.6 PANI微球的释放性能表征第60-61页
    3.7 聚(2,5-甲氧基苯胺-苯胺)共聚物微球的表征第61-65页
    3.8 小结第65-66页
4 非水乳液法制备水凝胶微球及其对CPT的释放研究第66-75页
    4.1 不同制备方法制备的水凝胶微球第66-67页
    4.2 不同加料方法制备的水凝胶微球第67-68页
    4.3 不同乳化剂含量制备的水凝胶微球第68-69页
    4.4 不同原料配比制备的水凝胶微球第69-70页
    4.5 水凝胶微球的吸水性表征第70页
    4.6 水凝胶微球在不同pH缓冲液中对CPT的释放测定第70-74页
    4.7 小结第74-75页
5 总结和展望第75-77页
    5.1 总结第75-76页
    5.2 展望第76-77页
参考文献第77-89页
作者简介第89页
    教育经历第89页
    攻读硕士期间发表的科研成果第89页
    攻读硕士期间获得的荣誉第89页
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