不同嵌段比的PEG-b-PDMAEMA共聚物在水溶液中的自聚集行为

采用氢核磁共振(¹H-NMR)、动态光散射(DLS)及透射电子显微镜(TEM)对聚乙二醇-嵌段-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PEG-b-PDMAEMA)三种具有不同PEG/PDMAEMA嵌段比的PEG-b-PDMAEMA共聚物在水溶液中的自聚集行为进行了研究. 研究表明, 两嵌段比例是影响聚合物胶束化过程的关键因素: 只有当其中聚乙二醇含量较低(质量分数低于33%)时, 聚合物才具有其pH/温度敏感胶束化特性. 此外, 共聚物溶液随温度胶束化过程与共聚物嵌段比大小密切相关. PEG-b-PDMAEMA这种不同于传统双亲性嵌段共聚物(DHBCs)在选择性溶剂中独特的胶束化行为, 是由聚合物溶液体系中各种基团之间的氢键作用决定的.     

两亲嵌段共聚物溶液自组装新进展

综述了两亲嵌段共聚物在溶液中自组装的新进展，重点介绍了两亲嵌段共聚物自组装聚集体中棒状、蠕虫状、囊泡、洋葱和实心洋葱等几种新形态的特点和形成机理；另外对两亲嵌段共聚物溶液自组装在光电、药物释放、靶向以及作为基因工程载体方面的应用前景及两亲嵌段共聚物聚集体的制备方法作了详细的评述。     

聚醚树枝体－聚丙烯酸嵌段共聚物的水溶液自组装行为

应用UV－Vis、荧光、光物理探针、动态激光光散射和透射电镜(TEM)方法研究了聚醚树枝体与聚丙烯酸两亲嵌段共聚物(Dendr,PE-PAA)在水溶液中分子自组装行为。实验结果表明通过聚醚树枝体嵌段的疏水作用,易缔合形成聚集体,具有很低(10^-6～10^-7mol·L^-1)的临界缔合浓度(cac)。透过电镜观察到聚集体具有双层膜结构的球状、单室囊泡。临界缔合浓度(cac)以及聚集体的大小对枝状体的代数(Gi)及线性体的聚合度(n)具有明显的依赖关系。     

经两亲嵌段共聚物自组装制备纳米胶束

本文介绍两亲嵌段共聚物的合成,综述了经两亲嵌段共聚物自组装制备纳米胶束的研究进展,并对该领域的发展趋势进行了展望。     

嵌段结构对两亲嵌段共聚物水溶液行为的影响

在合成了二种具有相同组成不同嵌段结构排布的共聚物基础上对它们溶液的物理化学行为用荧光探针的方法进行了研究，结果表明：由于结构排布的不同其物理化学行为有着较大的差异，三嵌段结构的共聚物较二嵌段者更易于形成胶束体系，而二嵌段共聚物则易于发生凝胶化，对上述结果进行讨论和解释．     

两亲嵌段共聚物溶液内胶束形成的温度效应

合成了一系列具有两亲嵌段结构的聚（乙二醇）（PEO）一聚（丙二醇）（PPO）共聚物．利用荧光探针及示差量热法测定了共聚物水溶液的临界胶束形成温度（CMT）值．发现二嵌段共聚物（PEO－PPO）和三嵌段共聚物（PEO－PPO－PEO）有着类似的变化规律，即随共聚物分子中疏水链（PPO）长度的增大，其CMT值降低．但三嵌段共聚（PPO－PEO－PPO）则因疏水链段处于共聚物分子的两端，因而在溶液中有可能形成立体网状交联结构．此外，利用探针分子在不同极性溶剂中荧光峰值波长发生位移的现象可以对形成胶束内核的组织程度、极性大小进行估测．     

双亲半柔性两嵌段共聚物在溶液中自组装形态的模拟退火研究

针对一系列疏溶剂嵌段与溶剂间的相互作用,用模拟退火方法研究了双亲半柔性两嵌段共聚物在溶液中的自组装形态.模拟结果显示共聚物在溶液中均形成核-壳聚集体,其中疏溶剂嵌段形成聚集体的核,亲溶剂嵌段形成聚集体的壳.当上述相互作用较小时,核呈球形,而壳如同长在核上的刺.随着上述相互作用的增大,核逐渐增大.在较大的相互作用时,核呈柱形;而随着相互作用的加大,长在核上的刺逐渐伏贴于核表面.在更大的相互作用时,核又呈球状,壳伏贴于核表面.     

聚(L-丙氨酸)-聚羟乙基谷氨酰胺双嵌段两亲性共聚多肽的合成及其在水溶液中的自组装

利用光气法分别以L-谷氨酸和L-丙氨酸为原料,合成了γ-谷氨酸苄酯-NCA单体和L-丙氨酸-NCA单体,再以三乙胺为引发剂,合成了聚(L-丙氨酸)-聚(γ-谷氨酸苄酯)(PLA50-b-PBLG20)双嵌段共聚多肽,并用乙醇胺对其中的PBLG嵌段进行亲核取代,把疏水性的苄酯侧链变为亲水性的羟烷酰胺侧链,得到双亲性的聚(L-丙氨酸)-聚羟乙基谷氨酰胺(PLA-b-PHEGA)双嵌段共聚多肽.利用红外光谱和核磁共振谱对产物进行了表征,用TEM研究了双嵌段共聚多肽PLA50-b-PHEGA20在水溶液中的自组装.研究结果表明,双嵌段共聚多肽在水溶液中可自组装形成囊泡.     

三种不同分子结构阴离子表面活性剂胶束微结构的NMR研究

用核磁共振测定自旋-晶格、自旋-自旋弛豫时间(t₁,t₂)、自扩散系数(D),用2DNOESY技术对正十四烷基硫酸钠、β-戊基壬烷基硫酸钠和β-戊基壬烷基聚氧乙烯醚(4)硫酸钠三类阴离子表面活性剂水溶液进行了观测,烷烃链各基团的t₂/t₁值给出了这三类分子形成各自胶束的水合层位点信息以及烷烃链在胶束内核中堆积程度的比较,自扩散系数结果表明,β-戊基壬烷基硫酸钠比正十四烷基硫酸钠形成的胶束的水合动力学半径小,但β-戊基壬烷基聚氧乙烯醚(4)硫酸钠形成的胶束水合动力学半径明显大于其它两类表面活性剂胶束,2DNOESY谱图提供了β-戊基壬烷基聚氧乙烯醚(4)硫酸钠分子中聚氧乙烯基键在胶束外层卷曲排列的信息.     

嵌段共聚物在本体中自组装形态的研究进展

综述了两嵌段和三嵌段共聚物在本体中自组装形态的研究进展,主要包括由两嵌段共聚物形成的螺旋状形态;由三嵌段共聚物形成的CsCl晶格型排列的球状形态、立方体心堆积的同心球状形态、层-球形态、柱-球形态、柱-环形态、同轴柱状形态、六角排列的柱状形态、层-柱形态、层-柱-Ⅱ形态、有序三连续双金刚石状形态、核-壳双螺旋状形态、层状形态,以及更加复杂的蘑菇状形态、球嵌球形态、编织图案形态等.并对其发展前景进行了展望.     

NMR研究溶液中正十四烷基硫酸钠/正十四烷基聚氧乙烯醚(3)表面活性剂之间的相互作用

采用¹HNMR弛豫、自扩散系数和二维相敏(2DNOESY)实验研究了正十四烷基硫酸钠[n-CH₃(CH₂)₁₃OSO₃Na(STS)]和正十四烷基聚氧乙烯醚(3)[n-CH₃(CH₂)₁₃O(C₂H₄O)₃H(C₁₄E₃)]在溶液中的自聚集以及二者混合后的相互作用.结果表明,STS与C₁₄E₃混合后存在相互作用,并形成混合胶束;弛豫实验表明,混合胶束中STS疏水链质子运动更加受阻,C₁₄E₃的α-(4″)和β-CH₂(3″)处链堆积紧密.C₁₄E₃的亲水端(CH₂CH₂0)₃链卷曲紧贴在疏水壳表面外链堆积较紧密处.自扩散系数测量表明,混合胶束比单一阴离子表面活性剂形成的胶束大.单一非离子型胶束和混合胶束的亲水端(CH₂CH₂0)₃(5″)链构成相应较软和松散的外壳.单一C₁₄E₃在极性溶剂氯仿溶液中,质子运动比在水中自由度大,但2DNOESY谱中出现了少量分子间的交叉峰,也可能形成了一些小的聚集体.     

两亲性嵌段共聚物的自组装及载药胶束的研究

采用可逆-加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)技术合成了两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚-b-聚苯乙烯(PSt-b-POEOMA-b-PSt),通过FT-IR、1 HNMR、GPC确定共聚物的结构。将三个具有不同嵌段比的共聚物在水溶液中自组装,通过透射电子显微镜(TEM)观察得到的胶束的形貌,发现随着亲水性嵌段的比例减小,胶束的直径略微减小。通过透析方法,以共聚物作为载体,负载维生素E,TEM观察载药胶束的形貌,仍然为核-壳状的球形胶束。差示扫描量热仪(DSC)测试共聚物载药胶束前后的热性能,发现药物分子在载入内核的过程中,聚苯乙烯的玻璃化转变温度(Tg)有所降低。通过紫外(UV)分析计算得出共聚物的药物负载量(DLC)为70%～80%。     

丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物的微结构及水溶液行为

通过改变丙烯酰胺(AM)与苯乙烯(St)的投料比、苯乙烯与表面活性剂的加入量之比及引发剂加入量,在微乳液中制备了分子链微结构系列变化的丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物(PAM-b-PSt),用荧光探针法与表面活性测定法详细地研究了共聚物中PSt嵌段长度、含量及分子量等微结构因素对共聚物在水溶液中的疏水缔合性与表面活性的影响.结果表明,当共聚物水溶液的浓度高于临界缔合浓度时,PAM-b-PSt的疏水缔合作用以分子间的缔合为主.若共聚物中PSt嵌段含量及分子链长一定时,随着PSt疏水嵌段长度增长,PAM-b-PSt的疏水缔合性增强,而对共聚物的表面活性影响很小.若共聚物中PSt疏水嵌段长度及分子链长一定时,PAM-b-PSt的疏水缔合性随着PSt嵌段含量的变化而变化,当PSt嵌段含量一定时,使大分子链之间产生最强的疏水缔合作用;而其表面活性则随着PSt嵌段含量的增大而增强.若共聚物中PSt疏水嵌段长度及含量一定时,分子量对其表面活性有较大的影响,分子量越高,表面活性越差;同时,在较稀的溶液浓度范围内,分子量对PAM-b-PSt的疏水缔合性的影响则很小.     

Self-aggregation of dendritic poly(benzyl ether)–poly(acrylic acid), an amphiphilic block copolymer, studied by 1H NMR

The dynamic properties of the micelles of a novel synthesized amphiphilic block copolymer, dendritic poly(benzyl ether)–poly(acrylic acid) (Dendr.PBE-PAA), formed in aqueous solutions were studied by the ¹H self-diffusion coefficient, relaxation measurements and 2D nuclear Overhauser enhancement spectroscopy. The experimental results show that Dendr.PBE-PAA molecules self-aggregate in aqueous solution. The dynamic properties of the Dendr.PBE-PAA micelles vary with their total concentration in the solution. The motion of the molecules in the micelles of a concentrated solution is more restricted than that in a less concentrated one. The main chains of PAA are densely packed in the surface layer of the hydrophobic core with the carboxyl side chain pointing to the aqueous medium and the hydrophobic phenoxy rings stay in the interior. The self-aggregate becomes larger as the degree of polymerization of PAA increases. However the phenoxy rings situated in the interior of the hydrophobic core become more loosely packed. n-Hexadecane is solubilized in the micelles. The optimal position of n-hexadecane is between the phenoxy rings next to the PAA chains. Received: 25 January 2001 Accepted: 18 July 2001     

聚(苯乙烯-alt-马来酸酐)-b-聚苯乙烯亲水/亲油嵌段共聚物在溶液中的聚集行为研究

采用RAFT方法合成了由马来酸酐／苯乙烯和苯乙烯组成的交替序列两嵌段共聚物P(MAn-alt-St)-b-PSt。将其中的马来酸酐用PEO进行水解,得到了支化的亲水亲油两嵌段共聚物。通过H—NMR和IR对共聚物的结构组成进行表征。以二甲基氨基黄酮化舍物为荧光探针,测定了形成共聚物胶束的临界浓度(CMC)。用TEM和SEM现察不同酸碱条件下所得纳米材料形貌,并对其形成机制进行了讨论。     

Synthesis of Amphiphilic ABCBA-Type Pentablock Copolymer from Consecutive ATRPs and Self-Assembly in Aqueous Solution

Summary: A novel amphiphilic ABCBA-type pentablock copolymer with properties that are sensitive to temperature and pH, poly(2-dimethylaminoethyl methacrylate)-block-poly(2,2,2-trifluoroethyl methacrylate)-block-poly(ε-caprolactone)-block-poly(2,2,2- trifluoroethyl methacrylate)-block-poly(2-dimethylaminoethyl methacrylate) (PDMAEMA- b-PTFEMA-b-PCL-b-PTFEMA-b-PDMAEMA), was synthesized via consecutive atom transfer radical polymerizations (ATRPs). The copolymers obtained were characterized by gel permeation chromatography (GPC) and ¹H nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, respectively. The aggregation behaviors of the pentablock copolymers in aqueous solution with different pH (pH = 4.0, 7.0 and 8.5) were studied. Transmission electron microscopic images revealed that spherical micelles from self-assembly of the pentablock copolymer were prevalent in all cases. The mean diameters of these micelles increased from 34, 46, to 119 nm when the pH of the aqueous solution decreased from 8.5, 7.0, to 4.0, respectively.     

“双亲性”嵌段共聚物胶束形貌调控的研究*

本文综述了“双亲性”嵌段共聚物在选择性溶剂中胶束行为和胶束形貌的主要影响因素,包括溶液温度、选择性溶剂种类、嵌段长度、链段结晶、链段与溶剂间氢键作用以及共聚物浓度对胶束最终形貌产生影响的因素;系统介绍了对嵌段共聚物胶束形貌进行调控的实验方法;在此同时介绍了对环境刺激如温度和pH变化等具有响应性能的“双亲性”嵌段共聚物在选择性溶剂中胶束行为研究的最新进展;最后提出了该研究领域目前存在的问题和今后的可能发展方向。     

双亲嵌段共聚物自组装特性的计算机模拟

双亲嵌段共聚物在不同体系下会自组装成各种形貌的超分子聚集体,是目前人们研究的热点,并在工业领域得到了广泛应用。计算机模拟是研究其自组装特性机理及聚集体结构、动态性质的有效工具。本文对近年来嵌段共聚物自组装特性的热力学模型和动力学模拟的研究进展进行了综述,分析了其中存在的问题并进行了展望。