活性开环移位聚合功能化修饰埃洛石纳米管研究

埃洛石具有和碳纳米管相似的管状结构，价格低廉易修饰改性，但是受限于生物相容性、可能的生理毒性及释药后载体的脱除，在缓释药物载体方面的应用研究相对滞后，因而促进埃洛石进入药物载体领域的关键在于功能化改性。本项目采用活性开环移位聚合对埃洛石纳米管进行功能化修饰，改善其生物相容性并赋予其磁性，从而利用磁性脱除释药后载体，为埃洛石纳米管在缓释药物载体等领域的应用奠定基础。选取生物相容单体和具有配位官能团的单体进行活性共聚，在管壁接枝双功能嵌段共聚物，部分链段赋予其生物相容性，部分链段配位铁磁性金属离子，经还原后形成的磁性纳米颗粒赋予其磁性。在本项目中着重研究引发剂在埃洛石管壁的锚定及埃洛石对开环移位聚合活性行为的影响，链段序列结构及长度对生物相容性与磁性纳米颗粒尺寸的影响，进而通过调控单体加入量及顺序，优化接枝聚合物链结构，确定适宜生物相容性和磁性行为所对应的接枝嵌段聚合物链及聚合工艺。

为了扩大天然纳米埃洛石管的应用领域，分别采用原位聚合、原子转移自由基聚合（ATRP）、可逆加成-断裂链转移（RAFT）活性聚合、开环移位聚合（ROMP）对其进行接枝改性。通过无皂乳液原位聚合（graft-through）在纳米管表面接枝三元共聚物，改善了纳米管的亲疏水性；通过首先利用锚定在纳米管表面的引发剂进行ATRP活性聚合接枝不同链长的聚4-乙烯基吡啶，进而通过和吡啶环中的氮原子配位实现了甲基三氧化铼的可控负载，成功制备了非均相氧化催化剂并应用于植物油的环氧化反应； 通过利用锚定在纳米管表面的链转移剂进行RAFT活性聚合接枝多嵌段共聚物，同时实现亲疏水调节和甲基三氧化铼的可控负载，以期增强非均相催化反应中的传质行为，过程中重点研究了RAFT活性聚合对链段序列结构的控制能力；通过利用锚定在纳米管表面的Grubbs引发剂进行ROMP活性接枝聚合接枝多功能嵌段共聚物，赋予纳米管生物相容性和螯合过渡金属离子的能力，着重研究了不同生物相容性单体的活性聚合行为及动力学特性，为链段设计奠定基础。此外，对纳米管的造粒和活性接枝聚合在聚合物膜表面改性中的应用也进行了研究。