基于聚乙烯亚胺的聚电解质的合成与性能研究

《基于聚乙烯亚胺的聚电解质的合成与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于聚乙烯亚胺的聚电解质的合成与性能研究SynthesisandPropertyStudyofPolyelectrolyteBasedonPolyethyleneimine学科专业：材料学研究生：于小龙指导教师：任丽霞副教授天津大学材料科学与工程学院二零一五年十二月摘要聚电解质材料作为一种重要的功能性高分子材料，由于其同时具有高分子的结构特点以及携带阴阳离子的能力，越来越受到人们的重视。其中聚乙烯亚胺(PEI)作为氨基密度最高的大分子，由于其易于阳离子化、可携带电荷密度高、易于功能化等特点，引起了大量研究者的研究兴趣。本文通过对不

2、同分子量线性以及支化结构的聚乙烯亚胺进行季铵化，离子交换，复合三氯化铁，从而制备了一系列的磁性聚电解质MPEI，通过控制季铵化反应条件控制季铵化转化率，进而控制MPEI的含铁量。本文合成的磁性聚合物MPEI具有顺磁性，能被钕磁铁吸引并在外加磁场作用下做定向运动。研究发现，MPEI的磁化率随着含铁量的增加而线性增大，这为基于聚乙烯亚胺的磁性聚电解质的设计与合成提供了一定的理论和实验基础。通过在氩气氛围下热解磁性聚合物MPEI，制备了粒径约为2-10纳米的磁性纳米颗粒。纳米颗粒晶相的主要成分为立方晶系的Fe3O4晶体以及FeN晶体。同

3、时，制备的磁性纳米颗粒表现出软铁磁性，在磁性透热治疗、药物定向释放等领域具有潜在应用。此外，通过对支化聚乙烯亚胺进行季铵化和离子交换可以制备基于支化聚乙烯亚胺的氢氧根聚电解质QPEI-OH。QPEI-OH能够催化苄醇与溴化苄的成醚反应，催化效率接近100%。关键词：聚乙烯亚胺磁性聚合物顺磁性聚电解质季铵化ABSTRACTPolyelectrolyte,asaveryimportantfunctionalmaterial,hasattractedtremendousattentionduetothepropertyderivedfr

4、ompolymerandcapabilityofcarryingcationandanion.Amongallthepolyelectrolytes,Polyethyleneimine(PEI),knownasthepolymerwiththemostabundantaminogroups,hasattractedabundantattentionfromresearchersduetoitsfeatureofeasytocationization,highestcationic-charge-densitypotentialan

5、deasytofunctionalization.Inthisthesis,PEIbasedmagneticpolymers(MPEI)withdifferentmolecularweightandlinearandchainstructurewerepreparedviaquaternization,ionexchangeandFeCl3complexationprocess.MPEIwithdifferentFecontentwasobtainedbyalternatingquaternizationtime.TheMPEId

6、isplayedparamagneticpropertyandcouldmoveundertheattractionofexternalmagneticfieldinitiatedbyaneodymiummagnet.ThemagneticsusceptibilityofMPEIincreasedlinearlywithFecontent.Thisdiscovery,tosomeextent,offeredtheoreticalandexperimentalfoundationforPEIbasedmagneticpolymerd

7、esignandsynthesis.MagneticnanoparticleswasobtainedviafurtherpyrolysisofMPEI.ThepyrolysisproductofMPEIwaswellshapedasnanoparticleswithdiametersrangingfrom2nmto10nmandwashighlycrystallinewithcrystallinephasemainlycomposedofcubiccrystallineFe3O4andFeN.What’smore,theresul

8、tantnanoparticlesdisplayedsoftferromagneticpropertywhichwashopefultobeappliedtohyperthermiaanddirecteddrugrelease.Besides,Fu