本文關(guān)鍵詞：線性—樹枝狀聚合物分子自組裝行為的DPD模擬及樹枝狀聚合物制備研究

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【摘要】：樹枝狀聚合物是一種新近發(fā)展起來的納米材料,具有樹枝狀的骨架、球狀外形、低粘度、幾何結(jié)構(gòu)對稱和單分散性,末端活潑基團(tuán)多等特點,其內(nèi)腔可以包埋不同物質(zhì),常被作為藥物載體。本文以PCL-PEO雙親性線性-樹枝狀聚合物自組裝包覆量子點自組裝作為例子,通過耗散粒子動力學(xué)(DPD)模擬的研究方法探究其介觀形貌特點,為新型復(fù)合納米材料的開發(fā)提供設(shè)計思路和理論指導(dǎo)。論文的主要工作如下:本文首先采用耗散粒子動力學(xué)(DPD)模擬方法對PCL-PEO雙親性線性-樹枝狀聚合物在水溶液中微相分離行為進(jìn)行模擬,考察了聚合物組成、濃度和分支數(shù)對膠束自組裝形貌的影響,提出了線性-樹枝狀聚合物包覆量子點膠束的形成過程:(1)各組分在表面張力的作用下開始聚集,在碰撞和聚攏的過程中逐漸形成小聚集體。體系由無序逐漸變成有序,水分子原有的排列順序被打破,進(jìn)而有序的排列在共聚物親水基的周圍;(2)小聚體逐漸形成更大的聚集體。當(dāng)模擬體系逐漸進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)形成能量最小化的膠束形貌,體系的微相分離已經(jīng)達(dá)到平衡,形成不同形狀穩(wěn)定的膠束。模擬還發(fā)現(xiàn)樹枝狀聚合物的分支數(shù)對膠束微相分離形貌有顯著的影響。根據(jù)DPD模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)樹枝狀聚合物的分支數(shù)對膠束微相分離形貌有顯著的影響,為此我們采用優(yōu)化后的發(fā)散合成法制備端基數(shù)分別為4、8和16的第1代(G1)、第2代(G2)、第3代(G3)的PEG-丙烯酸酯樹枝狀聚合物。本文以甲基丙烯酸甲酯、三縮四乙二醇、伯胺硫醇類和丙烯酰氯作為原料,進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)和烯-硫醇點擊化學(xué)反應(yīng),合成G1、G2和G3這3代產(chǎn)物,并且進(jìn)一步對第一代產(chǎn)物G1合成條件進(jìn)行優(yōu)化。合成產(chǎn)物經(jīng)過核磁共振氫譜和碳譜、以及凝膠色譜表征。但是,發(fā)散法合成代數(shù)越高的聚合物分支缺陷越嚴(yán)重。為了減少分子結(jié)構(gòu)缺陷,而且使合成產(chǎn)率提高,分子量增長加快,分離純化變得簡單。本文用同樣的原料,先合成支化單體,采用收斂法制得第1.5代的扇形支化結(jié)構(gòu),為后續(xù)將不同代數(shù)扇形支化結(jié)構(gòu)接枝到樹枝狀聚合物中心核上,從而制備出不同代數(shù)樹枝狀大分子做準(zhǔn)備。此外本文考察不同催化劑和溶劑對合成支化單體的影響,產(chǎn)品通過核磁共振光譜、紅外光譜和凝膠滲透色譜以及其他輔助表征手段進(jìn)行表征。
【關(guān)鍵詞】：耗散粒子動力學(xué) 自組裝 聚乙二醇 邁克爾加成 點擊化學(xué)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O631
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 計算機模擬研究聚合物自組裝行為的概述10-19
• 1.1.1 計算機模擬的概述10-11
• 1.1.2 DPD模擬方法理論基礎(chǔ)11-18
• 1.1.3 DPD模擬聚合物自組裝行為的研究進(jìn)展18-19
• 1.2 樹枝狀大分子合成及其模擬的研究進(jìn)展19-26
• 1.2.1 樹枝狀大分子的簡介19-21
• 1.2.2 樹枝狀大分子的合成研究進(jìn)展21-26
• 1.2.3 樹枝狀大分子模擬研究進(jìn)展26
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和研究意義26-28
• 1.3.1 研究意義26-27
• 1.3.2 研究內(nèi)容27
• 1.3.3 論文特色27-28
• 第二章 雙親性PCL-PEO樹枝狀聚合物在水溶液中的自組裝行為28-51
• 2.1 粗�；Ｐ图澳Ｐ蛥�(shù)28-32
• 2.2.PCL-PEO線性-樹枝狀聚合物在水溶液中自組裝的動力學(xué)過程32-36
• 2.3 PCL-PEO線性-樹枝狀聚合物包覆量子點自組裝過程的耗散粒子動力學(xué)36-50
• 2.3.1 PCL鏈長對體系自組裝結(jié)構(gòu)的影響36-42
• 2.3.2 PEO鏈長對體系自組裝結(jié)構(gòu)的影響42-48
• 2.3.3 分支數(shù)對體系自組裝結(jié)構(gòu)的影響48
• 2.3.4 量子點體積分?jǐn)?shù)對體系自組裝結(jié)構(gòu)的影響48-50
• 2.4 本章小結(jié)50-51
• 第三章 發(fā)散法G3-PEG樹枝狀聚合物的合成與表征51-64
• 3.1 實驗部分51-54
• 3.1.1 原料和試劑51-52
• 3.1.2 儀器和表征52-53
• 3.1.3 制備方法53-54
• 3.2 G1合成條件的優(yōu)化54-55
• 3.3 表征和結(jié)果分析55-63
• 3.3.1 單體的核磁譜圖及分析55-56
• 3.3.2 G1的核磁譜圖及分析56-58
• 3.3.3 G2的核磁譜圖及分析58-60
• 3.3.4 G2.5 的核磁譜圖及分析60-61
• 3.3.5 G3表征及分析61-63
• 3.4 結(jié)論63-64
• 第四章 PEO-丙烯酸酯扇形枝狀聚合物的合成與表征64-82
• 4.1 實驗部分64-68
• 4.1.1 本章制備支化單體過程所使用的試劑64-65
• 4.1.2 使用儀器和測試條件表征方法65
• 4.1.3 扇形枝狀聚合物的制備方法65-68
• 4.2 表征與結(jié)果分析討論68-81
• 4.2.1 支化單體1的結(jié)構(gòu)表征68-71
• 4.2.2 支化單體2的結(jié)構(gòu)表征和分析71-78
• 4.2.3 G0.5 核磁譜圖的表征及分析78-79
• 4.2.4 G1.5 核磁譜圖的表征及分析79-81
• 4.3 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論和展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果91-92
• 致謝92-93
• 附件93

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本文編號：673111