两亲性接枝聚合物的合成及其水溶液中单分子链胶束化行为

两亲性接枝聚合物分子结构的微观相分离性使其具有较强的形成分子有序体的自组装能力，在众多科学技术领域都有重要的应用前景。原子转移自由基聚合(ATRP)技术集自由基聚合与活性聚合的优点于一体，能有效地控制聚合物的分子量和分子量分布。项目采用ATRP技术将烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯活性大单体均聚或与(甲基)丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺共聚，设计合成一系列以烷基酚聚氧乙烯醚为支链的水溶性两亲接枝聚合物，并用各种手段对所合成聚合物进行表征，系统研究聚合物在水溶液中的单分子胶束化行为，考察聚合物稳态流变性和动态流变性，通过TEM研究胶束形态和大小，借助动态光散射技术研究聚合物胶束流体力学半径Rh及分布，利用原子力显微镜研究聚合物胶束体系的分子间相互作用，并通过模拟退火、胶束化热力学、介观动力学和耗散粒子动力等方法模拟聚合物在水溶液中的单分子链胶束化。研究结果可为制备性能优良的两亲接枝聚合物提供新的分子设计。

两亲性共聚物在水溶液中自组装特性使其在纳米材料、高分子表面活性剂、生物医药材料等领域都受到了日益广泛的关注。.环境污染和能源短缺已经成为当前危及人类生存的主要问题，光催化在污染物降解和太阳能制氢领域得到了广泛的应用和深入的研究。基于上述研究现状和发展要求，本项目主要开展了如下工作：.1. 辛基酚聚氧乙烯醚(C8PhEO10)分别与丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯反应合成了丙烯酸辛基酚聚氧乙烯醚酯(C8PhEO10Ac)、甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯醚酯(C8PhEO10Mac)；以C8PhEO10Ac 、C8PhEO10Mac 为大分子单体，制备了两亲性共聚物AA-C8PhEO10Ac、P(AM-AA-co-C8PhEO10Ac）、 P(AM-MA-g-C8PhEO10)；用表面张力法、8-苯胺基-1-萘磺酸铵盐(ANS) 荧光探针和TEM 研究了水溶液中共聚物的自组装行为；探讨了无机盐、共聚物浓度以及 pH 对共聚物胶束化行为的影响。.2.合成了pH 敏感性水凝胶 P(AA-co-C8PhEO10Mac)、P(AA-g-MPEGMac ）、P(AM-AA-co-C8PhEO10Ac) ，研究了单体配比、pH 对凝胶溶胀性能、溶胀动力学和退溶胀动力学的影响，通过SEM观察水凝胶的微观结构；通过浸泡法在水凝胶中分别载入茶碱、L-抗坏血酸，初步研究了模拟胃肠液中，凝胶对茶碱、L-抗坏血酸的释放行为；采用滤纸片法研究了C8PhEO10Mac 对大肠杆菌、酿酒酵母的抑制作用，结果显示在10~50mmol/L的测试浓度水平，C8PhEO10Mac对二者均无明显的抑制作用。.3. 成功制备了光催化剂PANI/BiOCl、 wool-Pd/CdS、CuS/TiO2、Bi-Sm-V、BiOCl；分别在紫外光和可见光照射条件下，考察了光催化剂对多种染料的光降解活性，对不同条件下光催化剂的光催化产氢性能进行了研究，探讨了可能的光催化机理。.4. 采用不同方法制备了PBMA/GMA-SiO2、SiO2-g-GMA/β-CD-Ac 、Fe3O4/SiO2-MPS-CS吸附剂，并将其用于吸附含Cu2+, Pb2+, Cd2+ and Ni2+的模拟废水溶液。考察了吸附时间、温度、pH 以及重金属离子初始浓度对吸附效果的影响，并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨。