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简谈胶束PSbPEO反相胶束制备与形貌

收藏本文 2024-04-10 点赞:8652 浏览:33450 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:两亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中能自组装形成胶束,嵌段共聚物胶束具有良好的热力学稳定性和形貌的多样性,可以通过非常简便的策略调控形貌与结构,运用到药物制约释放、无机纳米粒子制备、乳化和分离等多个领域。对嵌段共聚物胶束形成机理、形貌转化途径及制约因素的探讨成为近二十年来嵌段共聚物自组装探讨的热点。本论文以PS-b-PEO为对象展开探讨工作,希望通过简单高效的手段获得PS-b-PEO在有机溶剂中的反相胶束,探讨溶液组成和温度对反相胶束形貌的影响,探讨胶束形貌转变历程中的动力。论文以PS-b-PEO827为原料,1,4-二氧六环为共溶剂,环己烷为不良溶剂,以向PS164-b-PEO827/1,4-二氧六环溶液中滴加环己烷制备了以PEO为内核、PS为壳的反相胶束,观察到稳定的球状、棒状和盘状胶束。讨论了不良溶剂浓度对胶束形貌的影响,根据胶束发生形貌转化时的溶液组成,确定了特定形态胶束稳定有着和发生转变的不良溶剂浓度范围,构筑不同聚合物浓度和环己烷重量分数下胶束形貌的相图,并在实验中观察到热力学主导的胶束形貌转变的可逆性。初步讨论不良溶剂添加历程中PS164-b-PEO827聚集方式和能量变化,提出胶束自由能驱动的形貌演化的路径。考察了各种形态的PS164-b-PEO822嵌段共聚物胶束不溶链段的伸展程度、不溶链段与溶液间的表面张力和比表面积以及可溶链段间的相互排斥作用。计算了胶束三种自由能及总自由能的大小,证明了热力学因素在胶束形貌转变历程中起决定性作用,同时解释了混合胶束形成的理由。通过比较三种自由能对系统总自由能及总自由能减小的贡献,发现PS164-b-PEO827在1,4-二氧六环/环己烷系统中的胶束形貌的转变是胶束界面能和胶束壳的自由能减小相互竞争的结果。考察了胶束溶液在降温历程中发生的形貌转变,发现温度降低历程中胶束发生由球状到棒状再到囊泡的演化。通过比较含有不同环己烷重量分数的胶束溶液在降温历程中的转变行为,发现了温度降低时可溶链段间的相互排斥减小;并根据降温历程中胶束形貌的转变方式,提出了胶束形貌演化的路径。在第三章的基础上,通过不同温度下胶束的尺寸,考察了胶束自由能的变化,再次发现了胶束界面能和胶束核的自由能在胶束总自由能减小历程中的竞争。关键词:嵌段共聚物论文自组装论文胶束论文自由能论文溶液组成论文温度论文胶束形貌论文

    致谢5-7

    摘要7-9

    ABSTRACT9-11

    目录11-14

    1 绪论14-40

    1.1 嵌段共聚物自组装14-21

    1.1.1 嵌段共聚物本体自组装14-16

    1.1.2 嵌段共聚物在溶液中的自组装16-17

    1.1.3 表征嵌段共聚物胶束的结构参数17-19

    1.1.4 嵌段共聚物胶束运用19-21

    1.2 嵌段共聚物胶束的制备和形貌调控21-32

    1.2.1 嵌段共聚物胶束制备策略22-23

    1.2.2 胶束自由能23

    1.2.3 分子参数23-26

    1.2.4 溶液参数26-32

    1.3 PS-b-PEO嵌段共聚物胶束探讨进展32-38

    1.3.1 PS-b-PEO胶束的多样形貌33-35

    1.3.2 平衡状态下PS-b-PEO胶束35-37

    1.3.3 温度驱动的PS_(962)-b-PEO_(227)胶束形貌转变37-38

    1.4 课题提出与作用38-40

    2 PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束制备40-62

    2.1 探讨背景及目的40-41

    2.2 实验部分41-42

    2.2.1 主要试剂41

    2.2.2 PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束制备41

    2.2.3 PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束形貌表征41-42

    2.3 结果与讨论42-60

    2.3.1 溶剂因素对胶束形貌的影响42-55

    2.3.2 PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束形貌转变热力学与动力学55-60

    2.4 本章小结60-62

    3 胶束自由能计算62-72

    3.1 探讨背景及目的62-63

    3.2 胶束自由能计算63-70

    3.2.1 胶束核的自由能F_(core)63-65

    3.2.2 胶束界面的自由能F_(interface)65-66

    3.2.3 胶束壳的自由能F_(corona)66-69

    3.2.4 胶束总的自由能69-70

    3.3 本章小结70-72

    4 温度驱动的PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束形貌转变72-98

    4.1 探讨背景及目的72-73

    4.2 实验部分73-74

    4.2.1 PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束制备73

    4.2.2 PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束形貌表征73-74

    4.3 结果与讨论74-96

    4.3.1 温度驱动的PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束形貌转变74-88

    4.3.2 PS_(164)-b-PEO_(827)嵌段共聚物胶束形貌转变的路径88-93

    4.3.3 降温历程中胶束形貌转变的驱动力93-96

    4.4 本章小结96-98

    5 主要结论与革新点98-100

    5.1 主要结论98-99

    5.2 革新点99-100

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