结构规整的两亲性聚合物分子刷的合成及其在刺激响应性表面中的应用研究

The construction of nanomaterials possessing new structure and function through the self-assembly of amphiphilic copolymers is a hot topic in materials science. Due to its unique structure and adjustable composition, the amphiphilic graft polymer has shown great advantage in the design of macromolecular self-assembly and functional materials. In this project, through the molecular design, we aim to synthesize hydroxyethyl hydroxymethylacrylate (A), containing a protected hydroxyl and an active hydroxyl, and hydroxyethyl (2-bromo propionyloxy)methacrylate (B), containing a bromine propionyl and an active hydroxyl. Then, via the combination of RAFT, ATRP or ROP polymerization strategies, a series of amphiphilic polymer brushes, with regular structure and every repeat unit containing a hydrophobic and hydrophilic side chains. The self-assembly behavior and stumuli responsive behavior of polymer film were intensive studied. This project will be favorable to understand the relationship between polymer structure and property, prepare nanomaterial with a specific function and structure by the self-assembly of graft copolymer, and improve searching for new and stable self-assembly materials.

通过两亲性共聚物自组装来构建具有新型结构和功能的纳米材料是材料科学研究的一个热点。而两亲性接枝聚合物由于其结构的特殊性和组成的可调控性，在大分子自组装和功能材料的设计方面具有独特的优势。本项目拟首先通过分子设计，合成同时含有一个保护羟基和活性羟基的单体羟甲基丙烯酸羟乙酯（A）、同时含有一个溴丙酰基和活性羟基的单体（2-溴丙酰氧基）甲基丙烯酸羟乙酯（B），然后将RAFT、ATRP或ROP聚合机理有机地结合起来，合成系列结构规整、每个重复单元均含有一根疏水性和亲水性侧链的新型两亲性聚合物分子刷，并深入研究其自组装行为和形成聚合物膜的刺激响应性行为。通过该项目的研究，有望加深对聚合物结构与其性质之间关系的认识和理解，对于我们利用接枝共聚物自组装制备具有特定功能和结构的纳米材料将具有重要的指导意义，而且对于寻找新型稳定的自组装材料将有很大的促进作用。

两亲性接枝聚合物由于其结构的特殊性和组成的可调控性，在大分子自组装和功能材料的设计方面具有独特的优势。但是两亲性聚合物分子刷的结构控制问题还有待研究。本项目通过分子设计手段和多种聚合机理与接枝策略的转换结合，致力于合成不同结构的两亲性接枝共聚物。通过对不同侧链的选择以及结构的精确调控，制备得到一系列基于两亲性接枝共聚物的功能性表面，并对其抗生物污染行为进行研究。.本项目首先合成了两亲性接枝共聚物(PtBA-g-PS)-co-PPEGMEMA和(PAA-g-PS)-co-PPEGMEMA，并对其自组装行为进行研究，发现其胶束可作为特殊的药物载体。同时运用旋涂成膜的方法，成功地制备了分布均匀、厚度均一的两亲性聚合物分子刷表面，对PEG/PS功能性表面的刺激响应性及抗污性能进行了研究，证明了聚合物分子刷表面具有较为优异的抗蛋白质吸附能力与抗细胞粘附能力。此外，还对含有PEG和PFMA侧链的两亲性双接枝共聚物b-PFMA-PEG表面的抗生物污染行为进行研究，证明该接枝共聚物表面具有良好的抗生物污染能力。合成了同时含有多巴胺锚定基团及亲水PEG侧链与疏水PPFA侧链的两亲性接枝共聚物(PtBA-co-PPEGMEMA- co-PDOMA)-g-PPFA，成功地构建了单分子层两亲性接枝共聚物PEG/PPFA抗生物污染表面。.通过该项目的研究，加深了对聚合物结构与其性质之间关系的认识和理解，发展了一种基于结构规整的两亲性聚合物分子刷、通过简便经济的溶液加工手段构建抗生物污染表面的新方法。..