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PPEGMEMA-b-PDABA嵌段共聚物的合成及其胶束特性研究的中期报告
摘要
PPEGMEMA-b-PDABA是一种可降解的二嵌段共聚物，在溶液中自组装成胶束，具有潜在的生物医学应用价值。本研究中，通过自由基聚合法合成了PPEGMEMA-b-PDABA，研究了合成过程中反应时间、聚合物比例和溶剂等因素对合成产物的影响。结果表明，合成产物的分子量可以通过调整反应时间和反应物比例进行控制。在水中，PPEGMEMA-b-PDABA自组装成稳定的胶束，随着温度和盐浓度的升高，胶束的粒径逐渐减小。此外，研究发现PPEGMEMA-b-PDABA胶束在pH=7.4时具有最佳的稳定性和生物相容性，有望成为一种新型的生物医学材料。
引言
随着人们健康意识的提高和医疗技术的发展，越来越多的研究关注于使用可降解的高分子材料用于药物传输、组织工程和医学成像等领域中。二嵌段共聚物是一种常见的高分子材料，具有良好的可调控性、生物相容性和可降解性。PPEGMEMA-b-PDABA是一种新型的二嵌段共聚物，其主链由一种含氧乙烯基的亲水性单体PPEGMEMA和一种含酰胺基的亲疏水性单体PDABA组成。在水中，PPEGMEMA-b-PDABA自组装成胶束，但其合成方法和胶束性质尚未得到系统的研究。
实验部分
1.合成PPEGMEMA-b-PDABA
PPEGMEMA-b-PDABA的合成使用自由基聚合法进行。首先将PPEGMEMA和PDABA与苯酚作为引发剂在氮气保护下混合溶解，然后注入四氢呋喃等有机溶剂中。将随后加入的双氧水逐滴加入，反应体系在室温下静置12h，反应后用甲醇洗涤多次，最后真空干燥得到无色粉末。
2.聚合物的表征
采用凝胶渗透色谱(GPC)和核磁共振氢谱(NMR)对PPEGMEMA-b-PDABA的分子量和结构进行表征。GPC样品的流动相为甲醇，检测波长为254nm。NMR使用CDCl3作为溶剂，并用TMS作为内部校准物。
3.胶束性质的测定
PPEGMEMA-b-PDABA的胶束性质使用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)进行测定。DLS实验采用MalvernZetasizerNanoZS仪器测量胶束的粒径。TEM使用PhilipsCM-120transmission电镜观察胶束的形态。
结果与讨论
1.PPEGMEMA-b-PDABA的合成
PPEGMEMA-b-PDABA的合成采用自由基聚合法进行，结果表明反应时间和反应物比例对产物的分子量具有影响。图1为反应时间与产物相对分子质量之间的关系。在反应时间为12h时，产物的相对分子质量最大。图2为不同反应物比例得到的产物的GPC图谱，可以看出PPEGMEMA-b-PDABA的分子量可以通过不同比例的反应物来控制。
2.PPEGMEMA-b-PDABA的胶束性质
在水中，PPEGMEMA-b-PDABA自组装成胶束。使用DLS测量可知，PPEGMEMA-b-PDABA的粒径在不同温度和离子强度下具有不同的大小。随着温度的升高，PPEGMEMA-b-PDABA的胶束粒径逐渐减小，这可能是由于温度升高引起的胶束内部亲疏水性变化导致的。同时，当添加NaCl后，PPEGMEMA-b-PDABA的粒径也逐渐减小，说明离子强度对胶束粒径具有调控作用。图3为PPEGMEMA-b-PDABA胶束的TEM图像，胶束呈球状结构，大小也在10-50nm之间。
3.PPEGMEMA-b-PDABA的生物相容性
研究发现，PPEGMEMA-b-PDABA的生物相容性在pH=7.4时具有最佳的稳定性和生物相容性，这可能是由于PPEGMEMA-b-PDABA可以在这种环境下形成稳定的胶束，并且pH=7.4与人体生理环境相似。因此，PPEGMEMA-b-PDABA有望成为一种新型的生物医学材料，具有潜在的应用价值。
结论
本研究通过自由基聚合法合成了PPEGMEMA-b-PDABA二嵌段共聚物，研究了反应时间、反应物比例和溶剂等因素对合成产物的影响。结果表明，反应时间和比例可以通过调整反应物来控制产物的分子量。在水中，PPEGMEMA-b-PDABA自组装成稳定的胶束，胶束的粒径可以通过温度和离子强度来调节。此外，在pH=7.4时，PPEGMEMA-b-PDABA具有最佳的生物相容性，可以作为一种新型的生物医学材料进行应用。