不同溫度響應(yīng)溫敏納米二氧化硅的制備及其性能研究
本文選題:聚氧乙烯醚 切入點(diǎn):溫敏性 出處:《中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院》2015年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:溫敏聚合物是指在水溶液中,當(dāng)溫度高于某一臨界溫度時(shí),聚合物會(huì)經(jīng)歷從溶解到不溶的相轉(zhuǎn)變過(guò)程,這一溫度稱為最低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature,LCST)。N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的LCST約為32oC,接近人體體溫,是研究最為廣泛的溫敏聚合物,尤其在藥物緩釋方面有較廣泛的應(yīng)用。然而,PNIPAAm較低的LCST在其他方面如催化,就會(huì)受到溫度上的限制。目前,將環(huán)境響應(yīng)性聚合物與納米粒子的光、電、生物等性能相結(jié)合,賦予納米粒子智能特性,已經(jīng)引起了人們廣泛的研究興趣。這種智能聚合物包覆的納米粒子在智能光電器件、智能催化、分析檢測(cè)、開(kāi)關(guān)控制、藥物緩釋等領(lǐng)域有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。本論文嘗試制備聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate,POEGMA)改性納米Si O2,通過(guò)選擇不同EO鏈長(zhǎng)的POEGMA和外加添加劑的方法調(diào)控產(chǎn)物的LCST,得到能夠?qū)Σ煌瑴囟软憫?yīng)的多種溫敏納米Si O2,為進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用范圍創(chuàng)造條件。電子轉(zhuǎn)移生成催化劑的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(AGET ATRP)可以提高改性納米Si O2的接枝率,從而提高聚氧乙烯醚改性納米Si O2溫敏響應(yīng)性能,以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。將制備的溫敏納米Si O2作為固體乳化劑制備了Pickering乳液,并對(duì)Pickering乳液的溫敏性能進(jìn)行了測(cè)試,為其實(shí)現(xiàn)在催化劑的高效分離和回收方面的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究工作如下:(1)首先利用St?ber法制得了單分散的納米Si O2,再利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性納米Si O2制得Si O2-NH2,然后與2-溴異丁酰溴反應(yīng)制備具有引發(fā)作用的Si O2-Br,最后利用AGET ATRP法用分子量為500的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(POEGMA500)對(duì)納米Si O2進(jìn)行了表面改性,制備了LCST為90oC的改性納米Si O2(Si O2-POEGMA500)?疾炝朔磻(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑/配體/還原劑摩爾比、Si O2-Br和單體用量等條件對(duì)溫敏納米Si O2接枝率的影響。利用傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、X射線光電子能譜儀(XPS)、熱重分析儀(TGA)、透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-vis)、動(dòng)態(tài)光散射(DLS)和相轉(zhuǎn)變等對(duì)Si O2-POEGMA500的結(jié)構(gòu)和溫敏性能進(jìn)行了系統(tǒng)表征。(2)采用優(yōu)化的工藝條件,利用分子量為300聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(POEGMA300)對(duì)納米Si O2進(jìn)行了表面改性。考察了POEGMA500與POEGMA300復(fù)配體系對(duì)溫敏納米Si O2 LCST的調(diào)控作用。利用UV-vis、DLS、相轉(zhuǎn)變、傅立葉衰減全反射紅外光譜儀(ATR-FTIR)、XPS、TEM和SEM等方法對(duì)樣品的溫敏性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試?疾炝薔a Cl、乙醇、十二烷基硫酸鈉(SDS)等添加劑對(duì)上述溫敏Si O2-POEGMA300 LCST的調(diào)控作用。(3)以Si O2-POEGMA500為固體顆粒乳化劑,室溫下制備了穩(wěn)定性較高的液體石蠟/水體系Pickering乳液?疾炝斯腆w顆粒用量、去離子水用量、液體石蠟用量、加料順序和無(wú)機(jī)鹽的加入等因素對(duì)Pickering乳液穩(wěn)定性的影響。最后,對(duì)制備的Pickering乳液溫敏性能進(jìn)行了測(cè)試。
[Abstract]:Refers to the temperature sensitive polymer in aqueous solution, when the temperature is higher than a critical temperature, the polymer will experience from dissolved into the insoluble phase transition, this temperature is called the lower critical solution temperature (lower critical solution temperature, LCST).N- isopropylacrylamide (PNIPAAm) LCST is about 32oC, close to the body temperature is one of the most widely used temperature sensitive polymer, especially is widely used in drug delivery. However, low PNIPAAm LCST in other areas such as catalysis, will be temperature limit. At present, the environment responsive polymer nano particles and light, electricity, etc. the combination of biological properties, given the the characteristics of intelligent nanoparticles have attracted widespread interest in the study. This kind of intelligent polymer coated nanoparticles in intelligent photoelectric devices, intelligent catalysis, analysis and detection, switch control, drug release and other fields have a giant The potential application value. This paper attempts for the preparation of polyethylene glycol methyl ether methacrylate (poly (ethylene glycol) methyl ether methacrylate, POEGMA) modified Si nano O2, through the selection of different chain length of EO POEGMA and an external additive method to control product of LCST, can get on a variety of temperature sensitive nano Si O2 different temperature response and create conditions for further broaden its application range. The electron transfer catalyst generated by atom transfer radical polymerization (AGET ATRP) can improve the grafting modification of nano Si O2 rate, thereby improving the polyoxyethylene ether modified nano Si O2 temperature sensitive response performance, to meet the needs of practical application. The temperature sensitive nano Si preparation O2 as a solid emulsifier to prepare Pickering emulsion, and the temperature sensitive properties of Pickering emulsion were tested, is now the application of high efficiency catalyst separation and recovery of the establishes theory The foundation. The main work is as follows: (1) we use St? BER prepared monodisperse Si nano O2, using gamma aminopropyltriethoxysilane (KH550) modified Si nano O2 prepared Si O2-NH2, and then 2- bromo isobutyryl bromide reaction preparation has caused the effect of Si O2-Br finally, using the AGET ATRP method with molecular weight of polyethylene glycol methyl ether methacrylate 500 (POEGMA500) of nano Si surface modification of O2, preparation of LCST nano Si O2 90oC (Si O2-POEGMA500). The effects of reaction temperature, reaction time, catalyst / ligand / agent ratio, influence Si O2-Br and monomer dosage on the grafting rate of Si O2. The use of temperature sensitive nano Fu Liye transform infrared spectrometer (FT-IR), X ray photoelectron spectroscopy (XPS), thermogravimetric analyzer (TGA), transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM), UV VIS spectrophotometer (UV-v Is), dynamic light scattering (DLS) and phase transition of Si O2-POEGMA500 structure and thermo sensitive properties were systematically characterized. (2) under optimized conditions, the molecular weight of 300 polyethylene glycol methyl ether methacrylate (POEGMA300) on the nano Si surface modification of O2 was studied. The regulation of POEGMA500 and POEGMA300 mixed system for temperature sensitive nano Si O2 LCST. Using UV-vis, DLS, phase transition, Fu Liye attenuated total reflection infrared spectroscopy (ATR-FTIR), XPS, thermo sensitive properties and structures of TEM and SEM of samples were tested. The effects of Na Cl, twelve ethanol, sodium dodecyl sulfate (SDS) Regulation Effect of additives on the temperature sensitivity of Si O2-POEGMA300 LCST. (3) to Si O2-POEGMA500 as solid particle emulsifiers, liquid paraffin / water system with high stability of Pickering emulsion was prepared at room temperature. The effects of the solid particle content, the amount of deionized water, The effects of liquid paraffin dosage, feeding sequence and inorganic salt addition on the stability of Pickering emulsion were studied. Finally, the temperature sensitivity of Pickering emulsion was tested.
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TQ127.2;TB383.1
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