嵌段共聚物的自组装和结晶行为

• 作 者: 刘环宇
• 机 构: 淮北师范大学
• 出 处: 淮北师范大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 嵌段共聚物 自组装 结晶行为 威廉姆逊醚合成

两亲性嵌段共聚物由于在功能材料、生物医学等人类可持续发展领域存在潜在的巨大的应用而获得越来越多科学家的关注。本论文以三嵌段共聚物Alkyl-PEG-Alkyl为研究对象，研究内容主要是：三嵌段共聚物亲水疏水效应作用驱动下在选择性溶剂中自组装形成超分子结构；二、嵌段共聚物在水溶液中自组装形成胶束，胶束亲油段形成的疏水性内核对难溶于水的药物进行增溶和保护，胶束的药物释放行为；嵌段共聚物亲水段和亲油段长度不相同，运用DSC、POM、XRD、AFM研究嵌段共聚物的结晶行为。　　本论文研究对象为三嵌段共聚物Alkyl-PEG-Alkyl，一系列的三嵌段共聚物样品的合成方法均为威廉姆逊醚（Williamson）合成方法，主要原料为聚乙二醇（Mw=1500、4000、6000）和溴代烷烃（溴代十二烷、溴代十四烷、溴代十六烷、溴代十八烷）。当三嵌段共聚物在水溶液中达到临界胶束浓度时，烷基作为亲油链段在疏水作用力驱动下聚集到一起形成疏水性内核，聚乙二醇作为亲水链段成为水化外壳，自组装形成胶束；在一些有机溶剂中则形成反向胶束。原子力显微镜观察发现嵌段共聚物在水溶液中形成球形胶束，胶束的粒径大小从几十个纳米到几百个纳米，粒径的大小随着亲油段长度增加而增大。　　三嵌段共聚物在水溶液中形成粒径在200纳米以下大小的胶束，处于该范围粒径内的胶束有利于在体内滞留且具有优良的组织渗透性。本论文中将药物封装进胶束疏水性内核中，研究载药胶束的药物释放行为。研究发现疏水段长度增加，胶束粒径增加，胶束的载药量增大，药物的释放更加缓慢。　　运用DSC、POM、XRD、AFM研究嵌段共聚物本体的结晶行为。DSC曲线表明嵌段共聚物中烷基链段长度过短处于非晶态，仅聚乙二醇链段能够结晶；相同分子量聚乙二醇链段的结晶度和熔点都随着烷基长度增加而下降。XRD图谱上嵌段共聚物的衍射峰的2θ角度与聚乙二醇均聚物的结晶衍射峰位置相同且衍射峰的强度降低，说明仅聚乙二醇结晶，且烷基的存在导致聚乙二醇结晶度降低。POM下观察发现当烷基长度增加时嵌段共聚物的球晶的Maltese黑十字消光图像逐渐模糊，球晶的生长速率逐渐下降。