探究具有温度、ph值和盐度敏感性的复合粒子的制备及性能研究

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1、北京化工大学硕士学位论文具有温度、pH值和盐度敏感性的复合粒子的制备及性能研究姓名：刘云霞申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：曹达鹏;涂伟霞20090601北京化工大学硕上研究生学位论文具有温度、pH值和盐度敏感性的复合粒子的制备及性能研究摘要本文通过可逆加成——断裂链转移自由基聚合法合成了具有狭窄分子量分布的聚苯乙烯(PSt)．b．聚肛异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)嵌段共聚物；此共聚物末端带有的硫酯基团在还原剂三乙基硼氢化锂(LiB(C2H5)3H)的还原下，被还原为硫醇(巯基．SH)。金纳米粒子通过和硫醇的作用连接在共聚物PSt-b．PNIPAM上。聚合物稳定的金纳米

2、粒子的尺寸大小可以通过调节金的盐溶液(HAuCl4)和共聚物PSt．b．PNIPAM的摩尔比例来控制。利用傅立叶红外光谱、核磁共振和透射电镜研究了聚苯乙烯．b．聚Ⅳ-异丙基丙烯酰胺．金粒子(PSt．b．PNIPAM．Au)的特征。研究表明共聚物在水溶液中形成了核．壳结构的胶团形态，即内核部分为疏水性物质PSt，外壳部分为亲水性的PNIPAM，金纳米粒子分散在PNIPAM的表面。共聚物PSt．b．PNIPAM在水溶液中形成的胶束与未改性的PNIPAM相比，具有比较低的低临界溶液温度(10wercriticalsolutiontemperature，LCST)。被共聚物保护的金纳米

3、粒子的表面等离子共振的最大波长以及PSt—b—PNIPAM—Au水凝胶的水力直径具有pH值和盐度的敏感性。当温度从25℃升高到40。C时，PSt．b．PNIPAM．Au水凝胶在O．9％的NaCl水溶液中有一个非常明显的红移现象(最大波长从524nm到534nm)，并且此红北京化工大学硕士研究生学位论文移随温度可逆，但是在纯水溶液中没有明显变化。而且，表面等离子共振随着pH值的降低出现一个明显的红移现象。研究表明，由此引起的红移现象是完全可逆的。不同的PSt．b．PNIPAM．Au水凝胶在不同pH值下的水力直径随温度的变化情况通过动态光散射(DLS)来测定。对于同一水凝胶，当温度

4、从25℃升高到40。C时，水凝胶在碱性和中性条件下的收缩量要明显小于酸性条件下的收缩量，而在同一pH值下，金纳米粒子越大，负载量越多，PSt．b．PNIPAM．Au水凝胶的收缩量就越小。关键词：PSt．b．PNIPAM．Au复合粒子，温敏性，pH，盐度，红移可逆北京化工大学硕上研究生学位论文PREPARATIoNANDCHARACTElUZATIoNoFTEMPERATURE，PHANDSALTSENSITIVECOMPOSITESGoLDNANOPARTICLESGRAFTEDWITHPOLYSTYRENE--B--POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE)ABS

5、TRACTPoly(styrene-b-N—isopropylacrylamide)(PSt-b—PNIPAM)withanarrowmolecularweightdistributionispreparedbyreversibleaddition-fragmentationtransfer(RAFT)radicalpolymerization．ThedithioestergroupatthechainendofPSt-b—PNIPAMisconvertedintothiolterminalgroupbyLiB(C2H5)3H．GoldnanoparticlesandthePS

6、t·-b··PNIPAMinteractviatheterminalthiolgroup(-SH)．ThesizeofthegoldnanoparticlescoatedwithcopolymerscanbeeasilymanipulatedbyadjustingthemolarratioofHAuCl4／PSt—b—PNIPAM．TheproductsarecharacterizedbyFT-IR，1HNMRspectraandTEMandacore-shellmicellarstructurewiththehydrophobicinnercore(PSt)isobtaine

7、d，inwhichthegoldnanoparticlesaregraftedinthesurfaceofthePNIPAMshell．ThePSt—b-PNIPAMcopolymermicellesinaqueoussolutionpresentedthelowerLCSTthantheunmodifiedPNIPAM．ThemaximumwavelengthofthesurfaceplasmonbandandthehydrodynamicsizeofthePSt—b—PNIPAM-Aum