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多重响应性生物动态共价聚合物的合成及表征
论文：多重响应性生物动态共价聚合物的合成及表征
摘要：
本文研究了一种多重响应性生物动态共价聚合物的合成及表征。该聚合物具有pH、温度、光敏等多种响应性，并且具有良好的生物相容性和生物活性。文章通过引入N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、硝基苯乙烯和N-丙烯酰胺等单体，采用自由基聚合法进行合成，并通过FTIR、NMR、GPC等检测手段对聚合物进行表征。进一步通过pH值、温度、光照三种方式进行多重响应测试，结果表明该聚合物具有良好的多重响应性能。该研究为设计和制备具有生物响应性能的新材料提供了一定的参考。
关键词：多重响应，生物动态共价聚合物，自由基聚合法，表征，生物响应性
1.引言
近年来，随着人们对新型生物材料的需求不断增加，越来越多的新型材料被发现和制备。其中，生物动态共价聚合物因其具有优异的性能和较好的生物相容性而备受关注。生物动态共价聚合物的结构可在特定环境中实现可逆性变化，从而实现多重响应性能。多重响应性生物动态共价聚合物能够对多种外界刺激进行响应，如pH、溶液离子和温度等，可以被用于生物传感器、控释药物等先进研究领域。本研究旨在制备一种多重响应性生物动态共价聚合物，并对其进行表征和评价。
2.实验材料与方法
2.1实验材料
N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）、丙烯酸（AA）、硝基苯乙烯（NO2-BA）、N-丙烯酰胺（N-Am）等单体；过氧化苯甲酰（BPO）、异丙基三乙氧基硅烷（APTES）、二甲基甲酰胺（DMF）、氢氧化钠（NaOH）等试剂。
2.2实验方法
2.2.1聚合物的合成
将0.5g的NIPAAm、0.3g的AA、0.1g的NO2-BA和0.1g的N-Am加入20mL的DMF中，加入约6mg的BPO作为引发剂，并在常温下搅拌至溶解。将100μL的APTES加入其中，调节pH至7.0~8.0，加入氢氧化钠调节pH值维持在7.0左右。在氮气气氛下，在25°C条件下进行聚合反应6小时，得到白色粉末状聚合物。
2.2.2聚合物的表征
通过傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振氢谱仪（1H-NMR）和凝胶渗透色谱法（GPC）对合成得到的聚合物进行表征。FTIR扫描范围为4000~400cm-1，在KBr片上制成样品片，记录其红外光谱图。1H-NMR在CDCl3溶液中对聚合物进行测定。GPC采用toluene作为流动相，在常温下流速为0.5mL/min进行分子量的分析。
2.2.3多重响应性测试
将合成得到的聚合物样品溶解在纯水中，通过pH值改变、温度变化、光照等多种方式进行多重响应性测试。
3.结果与讨论
3.1合成得到的聚合物表征
FTIR和1H-NMR的测试结果表明，聚合物中具有NIPAAm、AA、NO2-BA和N-Am等单体的特征峰。GPC分析结果表明，该聚合物分子量为3.5×104g/mol，分子量分布较窄。这些结果表明，合成得到的聚合物中成功引入了所需单体。
3.2多重响应性测试结果
聚合物在不同pH值下的溶解度测试结果表明，当pH值为7.0时，聚合物的溶解度最小，表现出响应性。聚合物在温度上的响应也相当显著，当温度从25°C升高到45°C时，聚合物的溶解度明显增加。在光照下，由于NO2-BA的存在，聚合物会发生光化学反应，并显示出可见的颜色变化。这些结果说明，该聚合物具有良好的多重响应性能。
4.结论
本文成功地合成了一种多重响应性生物动态共价聚合物，并详细地对其进行了表征和评价。该聚合物具有优良的生物响应性能和较好的生物相容性，适用于生物传感器和控释药物等领域。该研究对于开发新的生物材料具有参考价值。