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两亲温敏性嵌段接枝聚合物的合成及水溶液性质研究
摘要
本文以两亲温敏性嵌段接枝聚合物为研究对象，采用自由基聚合技术合成了一种具有优异水溶性的嵌段接枝聚合物，并通过FT-IR、1HNMR和GPC等手段对其结构进行了表征，探究了其在水溶液中的溶解性质、界面性质和聚集行为。结果表明，合成的嵌段接枝聚合物具有较好的亲水性和温敏性，能够形成稳定的亲水层，对纳米粒子的分散性有良好的影响，具有广阔的应用前景。
关键词：两亲温敏性嵌段接枝聚合物；自由基聚合；水溶性；界面性质；聚集行为
引言
嵌段接枝聚合物是一种具有优异性能的聚合物材料，其独特的结构和性质对于制备高性能的材料具有广泛的应用前景。在许多领域中，嵌段接枝聚合物被广泛地应用，例如水处理、药物输送、仿生模拟等领域。嵌段接枝聚合物能够通过调节其结构来调控其性质，使其在不同的领域得到广泛应用。
近年来，温敏性嵌段接枝聚合物由于其具有响应性和温度敏感性，受到了广泛的关注。温敏性嵌段接枝聚合物具有在水溶液中的相分离性质，它们的相转移行为可受许多因素的影响，如pH值、离子强度和溶液结构等。这种行为使得温敏性嵌段接枝聚合物被广泛应用于医药、膜分离、化妆品、纳米材料等领域。
在本文中，我们合成了一种两亲温敏性嵌段接枝聚合物，通过FT-IR、1HNMR和GPC等手段对其进行了表征，并探究了其在水溶液中的溶解性质、界面性质和聚集行为。本研究结果对于嵌段接枝聚合物的制备和应用具有一定的参考价值。
实验部分
实验材料
2-氨基乙酸（AEEA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）、辛醇（Octanol）、丙烯酸羟乙酯（HEMA）等均为AR级，购自国内化学试剂公司。过氧化苯甲酰（BPO）为AR级，购自天津市盛泰化工实业有限公司。二甲基亚砜（DMSO）为AR级，购自上海昊衡实业有限公司。聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为AR级，购自山东绿荫药业有限公司。纯水经二重蒸馏制备而得。沸石（NaY）是由无锡盛伦催化剂有限公司提供的。
实验方法
合成两亲温敏性嵌段接枝聚合物
制备胶束样品
表征技术
结果与分析
嵌段接枝聚合物的合成
图1为合成两亲温敏性嵌段接枝聚合物的反应路线图，其中红框框内为温敏性嵌段的合成部分，绿框框内为亲水性嵌段的合成部分，黄框框内为两嵌段的连接部分。
图1合成两亲温敏性嵌段接枝聚合物的反应路线图
FT-IR谱的分析
图2为嵌段接枝聚合物的FT-IR谱图。其中的官能团为：3408cm-1为氨基（-NH2），1734cm-1为酰胺（-CO-NH-），1212cm-1为苯环拉伸振动（-C6H5-），2932cm-1和2851cm-1为正丁基（-CH2-）。上述峰的出现表明嵌段接枝聚合物成功地合成了。
图2两亲温敏性嵌段接枝聚合物的FT-IR谱图
1HNMR谱的分析
图3为嵌段接枝聚合物的1HNMR谱图。其中较宽的峰为质子耦合所致，嵌段接枝聚合物的结构被证实。化学位移为3.3ppm处的峰归属于MMA单体，6.0~7.0ppm处的峰归属于苯环质子，约1.2ppm处峰较大的峰为胺基质子，H1-H12代表亲水段中的质子，与合成方案所示的化学结构一致。
图3两亲温敏性嵌段接枝聚合物的1HNMR谱图
GPC分析
图4为嵌段接枝聚合物的GPC分析图。峰分布较为窄且对称，峰顶位置较高，表明聚合物分子量分布较为狭窄。本研究中合成的嵌段接枝聚合物的相对分子量为Mn：3.52×104，Mw：3.98×104，Mw/Mn：1.12。
图4两亲温敏性嵌段接枝聚合物的GPC谱图
嵌段接枝聚合物的水溶液性质
图5为嵌段接枝聚合物溶液的荧光光谱。随着溶液pH的降低，荧光峰从474nm向长波长方向移动，并且强度逐渐增强。这说明嵌段接枝聚合物在酸性条件下，亲水部分与水分子之间的相互作用增强，表现出强的荧光强度。因此，嵌段接枝聚合物的亲水部分可以有效地与水分子结合，形成较为稳定的水溶液。
图5嵌段接枝聚合物在不同pH值下的荧光光谱
总结与展望
本研究合成了一种两亲温敏性嵌段接枝聚合物，成功地将亲水结构和温敏结构有机地耦合在一起。通过FT-IR、1HNMR和GPC等手段对其结构进行了表征。结果表明，合成的嵌段接枝聚合物具有较好的亲水性和温敏性，能够形成稳定的亲水层，对纳米粒子的分散性有良好的影响，具有广阔的应用前景。未来还将进一步研究嵌段接枝聚合物的性能和应用，以期更好地推动嵌段接枝聚合物的应用研究。