无机盐对结晶性嵌段共聚物胶束形态的影响及利用嵌段共聚物胶束制备银纳米粒子

摘要

本文研究了聚乙二醇-b-聚己内酯嵌段共聚物(PEG-b-PCL)在水溶液中的胶束形态，无机盐对该共聚物胶束形态的影响，以及利用PEG-b-PCL嵌段共聚物胶束制备银纳米粒子。 首先利用双(苯氧．亚胺基)铝配合物和窄分子量分布的的聚乙二醇合成大分子引发剂催化己内酯开环聚合，合成了窄分子量分布(PDI<1.2)的PEG<.44>PCL<,n>和PEG<,113>PCL<,n>两个系列的嵌段共聚物，并用<'1>H NMR和GPC对其结构进行了表征。然后对这两个系列的共聚物在水溶液中胶束形态进行了研究，发现胶束形态强烈的依赖于共聚物的结构和组成，当PCL嵌段在共聚物中所占的质量分数较小时，共聚物在水溶液中容易形成球状胶束，当PCL嵌段在共聚物中所占的质量分数逐渐增大时，胶束的形态出现了球状，棒状，蠕虫状，条状，片状等形态。用归一化接枝密度(σ<'r>)为指标来判断胶束的形态，通过研究发现当σ<'r>小于3时为片状胶束，σ<'r>大于8时为球状胶束。 随后考察了无机盐对PEG-b-PCL嵌段共聚物胶束形态的影响。通过利用一定浓度的硝酸钠溶液直接透析共聚物的四氢呋喃溶液的方法来制备胶束和先制得嵌段共聚物胶束水溶液然后再向其中加入硝酸钠和氯化钠两种不同的方式，考察共聚物胶束在无机盐存在下的变化。通过研究发现PEG嵌段较短的PEG<,44>PCL<,n>系列受无机盐的影响比较明显，在较低浓度的硝酸钠溶液中即发生形态的转变，而PEG嵌段较长的PEG<,113>PCL<,n>系列受无机盐的影响不是非常的明显，在较低浓度的硝酸钠溶液形态变化不大。通过比较相同浓度的硝酸钠和氯化钠溶液中的胶束形态，发现硝酸根离子对胶束形态的影响比氯离子要大。认为无机盐之所以能够使胶束形态发生转变，是由于无机盐对可溶性PEG嵌段的去水化作用，使得PEG嵌段的水溶性降低。 最后利用PEG<,44>PCL<,n>和PEG<,113>PCL<,n>嵌段共聚物胶束制备了银纳米粒子，考察了不透析，透析和加盐三种情况，选用了硼氢化钠和抗坏血酸两种不同的还原剂。发现制得的银纳米粒子在PCL的质量分数在一定范围内时可以制得尺寸不同但是分布均匀的银纳米粒子，且几乎所有的共聚物胶束制得的都是球形的纳米粒子。在所使用的两个系列的嵌段共聚物胶束中，用硼氢化钠作还原剂时PEG<,44>PCL<,n>制得的银纳米粒子的尺寸是逐渐增加的，而PEG<,113>PCL<,n>制得银纳米粒子的尺寸是逐渐减小的，比较两个系列共聚物中PCL的质量分数，推测银纳米粒子的尺寸在wPCL为69％时是最小的。另外，银离子与胶束中的PEG嵌段络合能力较弱，在透析的条件下即可除去；硝酸钠的加入会使还原得到的银纳米粒子尺寸变小，且分布趋向于均匀。以抗坏血酸味还原剂时，制得的银纳米粒子的尺寸明显变大，且聚集显现非常的明显；另外在PEG<,113>PCL<,61>胶束溶液中观察到了短棒状的银纳米粒子，说明胶束形态和还原速度对银纳米粒子的形态会产生影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

第一章绪论

1.1结晶性嵌段共聚物在水溶液中的自组装

1.1.1无规线团-无规线团型胶束

1.1.2结晶性-无规线团型胶束

1.1.3胶束形态的影响因素

1.2利用嵌段共聚物胶束制备无机纳米材料

1.2.1胶核内形成的纳米空间为模板

1.2.2胶壳内形成的纳米空间为模板

1.3课题的提出

第二章实验部分

2.1主要化学试剂及纯化处理

2.1.1主要的化学试剂

2.1.2试剂的纯化

2.2聚乙二醇-b-聚己内酯的合成

2.2.1 Schiff碱的合成

2.2.2单中心催化剂的合成

2.2.3嵌段共聚物的合成

2.2嵌段共聚物胶束的制备

2.2.1水溶液胶束的制备

2.2.2盐溶液胶束的制备

2.3嵌段共聚物胶束制备银纳米粒子

2.4表征的方法

2.4.1核磁共振(1HNMR)

2.4.2凝胶渗透色谱(GPC)

2.4.3透射电镜(TEM)

2.4.4电子衍射

2.4.5紫外光谱

第三章聚乙二醇-b-聚己内酯嵌段共聚物的胶束形态

3.1 PEG-b-PCL嵌段共聚物的合成及表征

3.1.1 PEG-b-PCL嵌段共聚物的合成

3.1.2 PEG-b-PCL共聚物的表征

3.2 PEG-b-PCL嵌段共聚物在水溶液中的胶束形态

3.2.1 PEG44PCLn在水溶液中的胶束形态

3.2.1 PEG113PCLn嵌段共聚物在水溶液中的胶束形态

3.3盐溶液中的胶束形态

3.3.1无机盐对PEG44PCLn胶束形态的影响

3.3.2无机盐对PEG113PCLn胶束形态的影响

3.3.3后加盐对胶束形貌的影响

3.3.4氯化钠对胶束形态的影响

3.4 小结

第四章嵌段共聚物胶束制备银纳米粒子

4.1 PEG44PCLn胶束制备银纳米粒子

4.1.1硼氢化钠为还原剂

4.1.2抗坏血酸为还原剂

4.2 PEG113PCLn胶束制备银纳米粒子

4.2.1硼氢化钠还原

4.2.2抗坏血酸还原

4.3小结

第五章结论

参考文献

在校期间发表论文