【摘要】：復(fù)雜兩親性嵌段共聚物在稀溶液中可以自組裝形成豐富多彩的結(jié)構(gòu),如棒狀膠束、環(huán)狀膠束、餅狀膠束、多隔斷膠束、單層囊泡、多層囊泡、兩面神囊泡等。這些結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于藥物傳輸與釋放、微電子及制備尺寸可控的納米材料等方面。在本論文中,采用耗散粒子動力學(xué)方法(Dissipative Particle Dynamic,DPD),探索復(fù)雜體系的兩親性嵌段共聚物在稀溶液中的自組裝結(jié)構(gòu)及其動力學(xué)行為,明晰囊泡的形成機(jī)理及其動力學(xué)演化規(guī)律,其主要內(nèi)容和結(jié)論如下:1、利用DPD方法研究了梳型嵌段共聚物(A6(B2)3)自發(fā)形成的洋蔥狀囊泡的形成和融合過程。結(jié)果表明,梳型嵌段共聚物(A6(B2)3)是形成洋蔥狀囊泡的理想候選物。洋蔥狀囊泡融合過程可分為外膜融合和內(nèi)膜融合兩部分,其具有相似的融合動力學(xué)機(jī)制,這個機(jī)制和單一體系的線型嵌段共聚物所形成囊泡的融合機(jī)理是一致的。此外,研究了在稀溶液中含有兩親性線型嵌段共聚物(A6B6)和梳型嵌段共聚物(A6(B2)3)的混合體系。通過系統(tǒng)地改變線型嵌段共聚物的含量和疏水嵌段的鍵角勢構(gòu)造了一個熱力學(xué)穩(wěn)定相區(qū),觀察到了不規(guī)則囊泡、管狀囊泡、球狀囊泡、棒狀膠束和環(huán)狀膠束的形成過程。盡管如此,這種混合體系形成的囊泡在融合動力學(xué)上和單一體系所形成的囊泡并無不同之處。其主要原因是兩種分子結(jié)構(gòu)具有相同的疏水鏈和不同的親水鏈。2、利用DPD方法研究了梳型嵌段共聚物接枝納米粒子(PA2n(B)2n)在不同選擇性溶液中的自組裝,通過系統(tǒng)地改變納米粒子和主鏈、側(cè)鏈、溶劑粒子的相互作用力,構(gòu)造了三個熱力學(xué)穩(wěn)定相區(qū),觀察到了片狀膠束、球狀膠束、橢球狀膠束、柱狀膠束、片狀多隔斷膠束、規(guī)則的洋蔥狀膠束、不規(guī)則的洋蔥狀膠束、不規(guī)則的棒狀多隔斷膠束、規(guī)則的棒狀多隔斷膠束以及囊泡等多種結(jié)構(gòu),同時探索了幾種特殊結(jié)構(gòu)的動力學(xué)形成過程。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),粒子間相互作用力是影響組裝體形貌和組裝體中納米粒子分布的主要原因。3、利用DPD方法研究了由梳型嵌段共聚物接枝納米粒子(PA2n(B)2n)形成的囊泡的形成,融合和分裂機(jī)制。模擬結(jié)果表明,梳型嵌段共聚物接枝納米粒子能自組裝成穩(wěn)定的囊泡結(jié)構(gòu),它可以作為藥物包封和藥物控釋載體的候選物。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種類型囊泡的自發(fā)融合機(jī)理不同于梳型嵌段共聚物形成的囊泡,而分裂機(jī)理是相似的。并且囊泡的尺寸對融合機(jī)理沒有影響,但對分裂機(jī)理影響較大,在囊泡尺寸差距較大時,較小的分裂膜以膠束形式從母體脫落。此外,分裂速度對分裂機(jī)理也有較大影響�？傮w來看,囊泡融合和分裂中總是經(jīng)歷著納米粒子聚集的過程,而較大的剛性納米粒子必然會引起囊泡表面張力的變化,這是影響膜動力學(xué)的關(guān)鍵因素。4、利用粗�；椒�(gòu)建三種樹枝狀大分子模型(RH、RF、RHF),用DPD方法模擬RH、RF、RHF在稀溶液中混合自組裝形成不同形態(tài)囊泡的動力學(xué)機(jī)制。在混合體系中RH、RF含量為1:1,通過改變RHF的含量,得到了三種不同結(jié)構(gòu)的囊泡,分別為兩面神囊泡,分層囊泡和均勻囊泡。探索這三種結(jié)構(gòu)囊泡的自組裝機(jī)理,發(fā)現(xiàn)RHF的含量不同造成了RH和RF在溶液中的連接方式不同,從而形成了不同結(jié)構(gòu)的膜,最后膜彎曲形成不同結(jié)構(gòu)的囊泡。另外實(shí)驗(yàn)表明,樹枝狀大分子疏水鏈鏈長直接決定囊泡的壁厚,但鏈太短只能形成小球狀膠束,鏈太長則形成長棒狀膠束,而無法形成囊泡結(jié)構(gòu)。
【圖文】：

圖１－３邐（ａ）梳型嵌段共聚物Ａ６（Ｂ２）３自組裝成洋蔥狀囊泡的動力學(xué)演化過程；（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）逡逑代表兩親梳型嵌段共聚物在不同條件下的自組裝形貌逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋（ａ）Ｔｈｅ邋ｋｉｎｅｔｉｃ邋ｅｖｏｌｕｔ?

ＨＢＰＯ末端的羥基進(jìn)行改性，，得到了邋ｐＨ響應(yīng)性嵌段，當(dāng)溶液的ｐＨ值從高到低變化時，膠束逡逑尺寸將不斷增加。最后，將ＨＢＰＯ末端的羥基進(jìn)行改性，得到了溫度響應(yīng)性嵌段，實(shí)驗(yàn)通過改逡逑變溫度來制備６０納米至１００納米的膠束（如圖１－５邋（ａ））。呂中元課題組［２３’２７１研宄了樹枝狀嵌逡逑段共聚物形成正向和反向囊泡的動力學(xué)機(jī)制，以及樹枝狀嵌段共聚物在囊泡中的微觀相分離現(xiàn)象。逡逑實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，樹枝狀嵌段共聚物形成囊泡的動力學(xué)過程和線型嵌段共聚物形成囊泡的過程略有不同，逡逑樹枝狀共聚物在形成囊泡的過程中沒有經(jīng)過小膠束組裝成棒狀膠束這一狀態(tài)
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O631.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 李斌;朱有亮;徐丹;裴漢文;劉鴻;;雜臂星型嵌段共聚物在溶液中自組裝形成囊泡結(jié)構(gòu)的計算機(jī)模擬[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報;2013年07期

2 郭波;孫曉毅;周永豐;顏德岳;;溫敏性超支化多臂共聚物的自組裝和可控的藥物釋放[J];中國科學(xué):化學(xué);2010年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 汪羽翎;樹形多臂共聚物溶液自組裝的耗散粒子動力學(xué)研究[D];上海交通大學(xué);2015年

2 劉英濤;梳型嵌段共聚物聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的耗散粒子動力學(xué)模擬[D];吉林大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王紅;梳型嵌段共聚物自組裝形成囊泡形態(tài)變化的耗散粒子動力學(xué)模擬研究[D];吉林大學(xué);2011年

本文編號：2608576