内容提要
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本文以磺基甜菜碱聚合物------聚3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基）乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐（polySBMA）为研究对象，首先针对polySBMA的稀溶液性质和浓溶液的相转变行为进行了详细研究，主要包括polySBMA的分子尺寸、单分子链形貌、稀溶液（氯化钠溶液）中的临界透明-不透明相行为的影响因素及其浓溶液（纯水）中的透明-不透明相转变行为的影响。其次通过在polySBMA 浓溶液中加入少量交联剂N,N´-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）制备了具有温度敏感和盐敏感的polySBMA化学凝胶，并对其溶胀行为、消溶胀行为及其对茶碱的释放行为进行了详细探讨。此外，为改善polySBMA化学凝胶的力学性能，本文以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代十六烷季铵盐（DM-HB）为疏水单体，十二烷基硫酸钠（SDS）为表面活性剂在水溶液中通过胶束共聚制备了两性离子疏水缔合水凝胶（SB-HA-gels）。研究了主单体SBMA、疏水单体DM-HB及表面活性剂SDS 的用量及配比对SB-HA-gels疏水缔合水凝胶的拉伸性能的影响。磺基甜菜碱聚合物溶液性质及其水凝胶性能的研究泥土样本
中文摘要
甜菜碱聚合物是典型的两性离子聚合物之一，其独特的反聚电解质性质使其在药物释放、抗蛋白吸附、抗血栓材料等领域表现出了潜在的应用价值。其中，由于磺基甜菜碱聚合物的合成方法简单易行且具有
较好的稳定性而备受关注。
早在20世纪60年代到90年代期间就已经有大量关于甜菜碱聚合物溶液性质的报道，近几年来的大部分报道主要是围绕改性后的甜菜碱共聚物溶液性质进行的研究，而关于甜菜碱均聚物溶液性质的报道较少。因此深入了解甜菜碱均聚物的溶液性质，可为设计该类两性离子共聚物以拓展其在生物医疗及其他应用领域提供基础理论指导。本文以聚-3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐聚合物（polySBMA）为研究对象，首先对polySBMA分子尺寸受氯化钠浓度及温度的的影响进行了详细研究。结果显示，随着氯化钠浓度的增加，polySBMA的分子尺寸持续增加并最终趋于渐近值，可由连续函数描述。先前已有报道显示在较高的氯化钠浓度下(2.0mol·L-1)的polySBMA的分子尺寸随着温度的增加而降低，而在低盐浓度下的polySBMA的分子尺寸同温度的关系目前仍未见报导，本文实验结果显示在低盐浓度下的polySBMA的溶胀机制与其在高盐浓度下的情况完全不同，polySBMA的分子尺寸呈现出随温度升高而线性增大的变化趋势。对于polySBMA单分子链的形貌研究，此前通过理论分析、分子模拟等间接方法已有报道给出polySBMA单分子链呈球形缔合构象。而在本文中，我们直接通过AFM测试观测到polySBMA单链球缺形貌，并对polySBMA单分子链的干态体积尺寸（AFM测试）与其在稀溶液状态下的流体力学尺寸进行比较，结果显示其体积几乎没有变化。从而说明着陆在基片上的polySBMA单链球缺体与其原溶液中的高分子线团的内部结构相同。这一发现有助于更深入的了解在固体表面修饰polySBMA膜的分子链堆积情况。PolySBMA在分子内或分子间的缔合行为引发其溶液另一个重要性质−−相分离。本文采用紫外可见透光率分析技术
VI
研究了温度及分子量对不同浓度的氯化钠溶液中的polySBMA稀溶液在临界透明状态下的相行为的变化情况。结果显示随着氯化钠溶液浓度的增加，达到临界透明状态时所需的polySBMA临界结构单元浓度增加，而每摩尔polySBMA结构单元上所对应的氯化钠的摩尔数（R C）降低。这意味着polySBMA稀溶液在其临界透明转变中存在正向聚合物浓度效应，即，polySBMA结构单元浓度越高，溶液越透明。PolySBMA分子量越高或溶液温度越低，R C的降低速率越快，浓度效应越显著。将R C的对数与polySBMA临界结构单元浓度的对数关系进行线性拟合得到一个关于polySBMA的粘均分子量的拟合公式，从而为粘均分子量的测试提供了一种新的方法。
针对polySBMA稀溶液（氯化钠溶液中）在临界状态下的透明度转变中存在正向聚合物浓度效应，本文进一步对其浓溶液（纯水）的透明-不透明相转变行为进行了研究。实验中采用简单的自由基溶液聚合法制备出一系列不同浓度的polySBMA浓溶液（10wt% ~ 37.5wt%），并通过紫外可见分析技术直接对其原溶液的透明-不透明相转变行为进行了测试。结果显示随着polySBMA浓度的增加，相转变温度降低，这一结果与大部分所报道的常见的水溶性聚合物的相行为相反。为此本文对polySBMA的相转变温度的影响因素进行了详细探讨。结果显示，polySBMA浓溶液的相转变温度主要受聚合物溶液浓度的影响，受其分子量及分子量分布的影响很弱。并且发现polySBMA聚合物溶液具有较高的平衡浓度（40.1wt%），导致实验中所研究的聚合物原溶液（17.5wt% ~ 37.5wt%）处于过溶胀状态。针
对这一特殊现象，结合热力学平衡理论，本文对polySBMA浓溶液异常相行为给出了合理解释。此外，由于化学交联剂可在一定程度上控制polySBMA 浓溶液的过溶胀行为，我们进一步研究了交联剂对polySBMA浓溶液相行为的影响。结果显示，交联剂含量越高，相转变温度越低，从而进一步证实了上述结论。
根据polySBMA溶液的反聚电解质性质，我们进一步通过在polySBMA溶液中加入少量化学交联剂（BIS）成功制备出具有盐敏性的polySBMA化学凝胶，并对其在水及氯化钠溶液中的溶胀及消溶胀行为进行了详细研究。研究结果显示polySBMA化学凝胶在水中的溶胀度要远低于其在氯化钠溶液中的溶胀度；其消溶胀动力学符合二级消溶胀动力学机制，初始消溶胀速率、凝胶消溶胀速率和消溶胀平衡时的释水量都随着聚合物浓度的增加而降低。随后进一步考察了
polySBMA化学凝胶中茶碱释放行为，结果显示其释放行为遵循non-Fickian扩散模型。文丘里混合器
由于polySBMA化学凝胶的力学性能很差，使其在生物医疗等领域的应用受到一定程度限制。为此本文选用生物相容性良好的两性离子单体SBMA为亲水主单体，以抗菌性及化学稳定性良好的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代十六烷季铵盐（DM-HB）为疏水单体，十二烷基硫酸钠（SDS）为表面活性剂在水溶液中通过胶束共聚制备了两性离子疏水缔合水凝胶（SB-HA-gels）。研究了SBMA、DM-HB 及SDS的用量及配比对SB-HA-gels的拉伸性能的影响。通过调节各组分之间的配比关系，可得到具有较
高拉伸性能的SB-HA-gels。此外通过SB-HA-gels在高温、高盐下的溶胀性能测试结果表明其具有较好的耐高温及耐高盐的性能，从而改善了通常情况下物理缔合的水凝胶耐温耐盐性能较差的问题，使SB-HA-gels 有望在生物医疗器械等领域得以应用。
总之，本文以磺基甜菜碱聚合物为研究对象，对其稀溶液性质、浓溶液的相转变行为、化学凝胶溶胀行为及疏水缔合水凝胶的力学性能等方面进行了全方位的研究。其研究结果丰富了两性离子聚合物的基础理论研究，拓展了两性离子聚合物水凝胶在生物医疗等领域上的潜在应用
关键词：
PolySBMA，溶液性质，水凝胶，溶胀，疏水缔合，拉伸性能
阉母鸡VIII
sae认证Study on Properties of Solutions and Hydrogels of Sulfobetaine
Polymer
分动器油ABSTRACT
Betaine polymer is one of the typical zwitterionic polymers, and its unique antipolyelectroylte properties are shown to be of potential application in the areas of drug release, anti-protein adsorption, antithrombotic materials and other fields. Among them, poly(sulfobetaine methacrylate) (polySBMA) is particularly attractive for the basic researches and practical applications due to its easy synthesizing and good stability.
There have been a large number of reports on the properties of betaine polymer solutions since the 1960s to the 1990s, in recent years, most of the reports have focused on the properties of the modified betaine copolymer solutions, and the properties of the homopolybestaine is less reported. Therefore, the thorough understanding of the solution properties of polyzwitterion can provide the basis knowledge guidance for designing such polyzwitterion copolymer to extend its application in biomedicine and other fields. In this paper, we take poly(3-[Dimethyl-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl]azaniumyl]propane-1-sulfonate) )(polySBMA) as the research object to investigate the effects of the concentration of NaCl and temperature on the molecular size of the polySBMA in detail. It was found that polySBMA molecular size grows continually and eventually approaches to an asymptotic value with the increase of the concentration of NaCl (c NaCl), which can be expressed by a continuous function. Previous studies had showed that the molecular size of the polySBMA decrea
sed with the increase of temperature for the polySBMA dissolved in a high concentration of NaCl aqueous solution (2.0 mol/L). However, the relationship between the temperature and the molecular size of polySBMA at low c NaCl
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