可形成穩(wěn)定脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)的高分子材料的合成及其性能

設(shè)計(jì)合成了四種無規(guī)或嵌段兩親性共聚物，其親水性基團(tuán)分別為羥基、磺酸基、氨基酸和葡萄糖基；用熒光、電子顯微鏡、動(dòng)態(tài)光散射等方法研究了這些聚合物在水中自組織形成膠束、脂質(zhì)體等有序分子聚集體的規(guī)律。結(jié)果表明，對(duì)于無規(guī)共聚物，親水基團(tuán)的體積或親水性的大小、疏水單體疏水長鏈的性質(zhì)對(duì)脂質(zhì)體的形成影響顯著，膽甾環(huán)的疏水性和剛性有利于脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)的形成。首次發(fā)現(xiàn)同一組成的含糖兩親性嵌段共聚物可以在水中形成多種形態(tài)的有序分子聚集體，適當(dāng)改變制備條件可以實(shí)現(xiàn)不同形態(tài)聚集體（如管狀到脂質(zhì)體）間的可控轉(zhuǎn)化。所得結(jié)果對(duì)于進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成可生物降解的兩親性嵌段共聚物，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出新型具有特異識(shí)別性質(zhì)的藥物載體具有指導(dǎo)意義。

聚乙烯醇是一種性能優(yōu)良、用途廣泛的多羥基聚合物，其多羥基強(qiáng)氫鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其熔點(diǎn)與分解溫度接近，難以熔融加工，限制了其應(yīng)用，約束了PVA工業(yè)產(chǎn)能的進(jìn)一步提高，迫切需要實(shí)現(xiàn)PVA熔融加工制備塑料制品，拓廣PVA應(yīng)用新領(lǐng)域。本項(xiàng)目針對(duì)共聚改性制備可熔融加工PVA的難題，利用醋酸乙烯酯(VAc)單體含有活性雙鍵基團(tuán)，可以與其它含有雙鍵的功能單體發(fā)生共聚反應(yīng)賦予其不同物理性質(zhì)的特性，從分子設(shè)計(jì)出發(fā)，選擇具有不同長鏈側(cè)基的乙烯酯（Va）單體與VAc共聚，在PVA分子鏈中引入少量長鏈側(cè)基，通過工業(yè)化應(yīng)用的溶液聚合實(shí)現(xiàn)長鏈支化的羧酸乙烯酯與醋酸乙烯酯共聚，調(diào)控共聚單體的組成和分布，研究了聚合反應(yīng)條件對(duì)共聚單體轉(zhuǎn)化率、共聚物分子量等的影響，闡明了VAc與Va共聚反應(yīng)機(jī)理；將上述共聚物醇解制備改性PVA，調(diào)控側(cè)鏈長度和分布，破壞PVA分子鏈規(guī)整性，從而調(diào)控PVA分子內(nèi)、分子間氫鍵狀態(tài)，調(diào)控其結(jié)晶結(jié)構(gòu)，降低其熔點(diǎn)，制備可熱塑加工的新型PVA，系統(tǒng)研究了改性PVA的結(jié)構(gòu)及對(duì)PVA熱塑加工性能的影響，為突破PVA濕法加工應(yīng)用領(lǐng)域的局限，拓寬可熔融加工PVA樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。通過優(yōu)化聚合工藝，制備了熔點(diǎn)187.7℃，分解溫度276.4℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度63.4℃，熔融指數(shù)3.86g/10min?2.16kg（200℃）的可熔融加工PVA樹脂，實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定擠出、常規(guī)注塑和微型注塑加工等，改性PVA標(biāo)準(zhǔn)注塑樣品的拉伸強(qiáng)度84.7MPa，斷裂伸長率44.3%，彎曲強(qiáng)度102.1MPa，沖擊強(qiáng)度9.27KJ/m2，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可望用作新型工程塑料，具有廣闊的應(yīng)用前景。本項(xiàng)目采用工業(yè)上應(yīng)用的溶液聚合方法，可在基于現(xiàn)有聚合、醇解工藝條件下實(shí)現(xiàn)可熔融加工PVA的合成，易于工業(yè)化生產(chǎn)。發(fā)表期刊論文2篇，學(xué)術(shù)會(huì)議論文1篇，申請(qǐng)中國發(fā)明專利 2 項(xiàng)（已獲準(zhǔn)授權(quán)1項(xiàng)），培養(yǎng)碩士研究生2人。

本項(xiàng)目針對(duì)化學(xué)改性制備可融熔加工PVA的難題，擬通過共聚設(shè)計(jì)和調(diào)控PVA分子鏈結(jié)構(gòu)，制備可融熔加工PVA。選用競(jìng)聚率與醋酸乙烯酯相當(dāng)?shù)南盗虚L鏈支化的羧酸乙烯酯為共聚單體，通過溶液聚合制備醋酸乙烯酯-長鏈支化的羧酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯酯共聚物）；研究鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑及聚合反應(yīng)條件對(duì)共聚物聚合度、側(cè)鏈長度及分布的影響，優(yōu)化聚合反應(yīng)條件，制備高聚合度醋酸乙烯酯共聚物；將上述醋酸乙烯酯共聚物醇解制備改性PVA，研究催化劑、醇解工藝對(duì)PVA側(cè)鏈長度及分布的影響；研究PVA分子鏈結(jié)構(gòu)如共聚單體含量及分布、側(cè)鏈長度及分布與PVA結(jié)晶性能、熱性能的關(guān)系，制備出既有優(yōu)良力學(xué)性能、水溶性和阻隔性能，又具有優(yōu)良可融熔加工性的新型PVA；規(guī)模合成可熔融加工的PVA樹脂，研究其流變行為和融熔加工行為，突破PVA濕法加工應(yīng)用領(lǐng)域局限，開拓 PVA 應(yīng)用新領(lǐng)域，具有重要的理論和實(shí)際意義。