超支化聚合物的支化拓扑结构和性能关系研究

超支化聚合物属于继线形、支链形和交联聚合物以后新发展的第四类聚合物，由于其独特的三维立体结构和突出的物理化学性质，得到了科学界和工业界的广泛关注。要拓展超支化聚合物的应用领域，必须深入了解超支化聚合物的支化拓扑结构和性能之间的关系。但长期以来由于缺乏有效的手段来控制聚合物的支化拓扑结构，这方面的研究一直滞后，已经成为阻碍超支化聚合物研究领域进一步发展的瓶颈问题。申请人长期从事超支化聚合物的可控合成及自组装研究，在本项目中申请人拟在前期工作基础上，以支化度可控的聚醚PEHO为核，合成一系列具有不同支化拓扑结构的多臂共聚物。然后系统研究聚合物的支化拓扑结构对其多种性能，包括温敏性能，相分离结构，细胞毒性，抗菌、抗蛋白吸附性能和药物传输能力的影响规律，从而为控制超支化聚合物的性能，拓展其在自组装和生物医药领域中的应用奠定理论基础。

从构型而言，超支化聚合物是继线性、支化和交联聚合物后发展起来的第四代高分子。由于具有特殊的支化拓扑结构，超支化聚合物具有独特的性能和广泛的工业应用价值。然而要推动超支化聚合物的应用，必须细致了解聚合物的支化拓扑结构和性能之间的相互关系。但在本项目之前，这方面的研究进展还十分有限。本项目自2011年开始执行，基本按照预定的目标和任务开展研究工作。总体而言，主要完成了以下几个方面的工作：1） 合成了一系列具有不同支化度核的超支化多臂共聚物；2）合成了多种具有复杂支化拓扑结构的共聚物，特别是超分子超支化聚合物，比如“线性-超支化”，“超支化-超支化”，“线性-梳形”共聚物，并细致研究了其在水中的自组装行为和独特性能；3）揭示了超支化聚合物的LCST和支化度的关系；4）揭示了超支化聚合物的细胞毒性及基因转染能力和支化度的关系；5）揭示了聚乙二醇的抗蛋白吸附能力与支化度的关系；6）总结了超支化聚合物在药物封装及传递中的优势。相关研究工作已经在Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed.(3篇), J. Am. Chem. Soc.(2篇)等刊物发表标注论文18篇。并在J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys（2011, 49, 1277）发表了关于“支化聚合物结构与性能关系”的综述论文。本项目揭示了超支化聚合物的多项构效关系，在超支化聚合物的分子结构和多项宏观性能之间建立了桥梁，并为其在功能材料、生物医药材料和纳米材料方面的应用奠定了一定的理论基础。此外，本项目研究，尤其在超分子超支化聚合物方面的研究，也为超支化聚合物的发展提供了新的机遇。