论文部分内容阅读
微凝胶是一种微米或纳米尺度的被溶剂溶胀的三维交联网络聚合物粒子。微凝胶的粒径可以随着外界刺激变化，带来了许多有趣的性质和重要的应用。引入新颖的刺激响应方式来调控微凝胶的粒径及体积相转变温度（VPTT），将极大地拓宽基于微凝胶的智能材料的应用领域。本论文制备了具有钙离子响应性和光响应性的两类智能微凝胶，研究成果如下： 1、采用自由基沉淀聚合反应制备了具有Ca2+响应性的聚（N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸）微凝胶（AAc-MG）。Ca2+作为离子交联剂能改变微凝胶粒径，并调控AAc-MG稳定的水包油皮克林乳液的稳定性。 2、通过活化羧基作用将具有光致异构化作用的偶氮苯基团化学修饰到AAc-MG中。成功地制备具有温敏性的聚（N-异丙基丙烯酰胺）链段（PNIPAM）、pH响应性的AAc链段和光敏性的偶氮苯基团三重响应性的Azo-MG智能微凝胶。光刺激能引起偶氮苯基团的异构化，改变微凝胶的亲水性。在高pH值时，丙烯酸单元带有很强的负电荷，Azo-MG溶胀性很好，光响应性不明显；而在低pH值时，丙烯酸基团质子化，Azo-MG表现出了VPTT的光控移动。 3、Azo-MG能通过偶氮苯基团与α-CD间的主-客体相互作用而与α-CD形成超分子络合物。通过超分子作用调控微凝胶的亲、疏水性，络合物表现出了VPTT的光控移动，在紫外光照射以后，Azo-MG的偶氮苯基团发生异构化，由反式构型转变成顺式构型，从α-CD的空腔中脱落，表现出降低的VPTT。 本文的研究结果表明，通过对微凝胶进行分子设计，引入Ca2+、光致异构化的偶氮苯基团和超分子作用，成功赋予了微凝胶新型的刺激响应方式，在乳化剂、药物传递、光学器件、传感器、智能开关等领域具有应用前景。