[发明专利]一种二元大分子水溶液自组装形成棒状胶束的方法

说明书

技术领域

一种利用离子型表面活性剂诱导二元大分子水溶液自组装形成棒状大分子胶束的方法，本发明在以简单易得的无规共聚物聚丙烯酸-co-苯乙烯(P(AA-co-St))与简单易得的均聚物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在水相中通过氢健相互作用自组装形成具有核壳结构的球状大分子胶束的过程中，通过加入离子型表面活性剂诱导，得到轴向长度在100～400nm范围受控变化、径向长度在20～80nm范围受控变化的棒状大分子胶束。属于分子自组装技术领域。

背景技术

通过两亲聚合物在溶液中的自组装行为形成的具有核-壳结构和特定形状的超分子聚集体，即大分子胶束，已引起了广泛的研究兴趣。胶束有着极其诱人的应用前景，尤其是在生物医药领域，如可用作药物控制释放、靶向给药的载体。而在水相中可以稳定存在的大分子胶束，因其可以在疏水内部包裹或集中有机物质，对有机小分子有较强的吸附能力，可用于污水处理、环境净化以及作为催化剂的载体等。

利用嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装可以得到大分子胶束。国内在胶束自组装方面则提出了更为简单的胶束化方法即“非嵌段共聚物路线”，使用简单易得的均聚物对、或均聚物与共聚物对通过自组装得到了核壳之间以非共价键连接的大分子胶束。《具有特殊相互作用的聚合物共混物在选择性溶剂中的自组装行为，化学学报，2000，58(1)：118-121》中讨论了磺化聚苯乙烯与聚4-乙烯基吡啶在甲醇中的自组装行为，利用这种自组装方法形成的大分子胶束大多为球形。为了满足不同的实际应用需求，获得多种形态的大分子胶束已成为研究的另一分支方向。小分子表面活性剂的特殊结构可以诱导大分子胶束达到转换形状的目的，国内外尚未见在非共价键合胶束体系中利用表面活性剂诱导大分子胶束形态改变的报道。

本发明利用上述“非嵌段共聚物路线”，将简单易得的无规共聚物P(AA-co-St)与简单易得的均聚物PVP在水相中自组装形成具有核壳结构的球状大分子胶束，再通过在胶束化过程中加入阴离子型或阳离子型表面活性剂诱导，使二元大分子水溶液改变自组装方式获得棒状大分子胶束。

发明内容

本发明目的在于：提供一种利用阴离子型或阳离子型表面活性剂诱导大分子聚集体水相中生成棒状大分子胶束的方法。该方法以无规共聚物P(AA-co-St)与均聚物PVP在水相中通过氢健作用自组装形成球状大分子胶束的过程中，通过加入阴离子型或阳离子型表面活性剂，诱导其生成棒状大分子胶束。

本发明的技术方案：一种二元大分子水溶液自组装形成棒状胶束的方法，在无规共聚物P(AA-co-St)与均聚物PVP二元大分子水溶液中通过氢健作用自组装形成球状大分子胶束的过程中，通过加入离子型表面活性剂诱导其生成棒状大分子胶束；

阴离子型表面活性剂选用羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型或磷酸酯盐型；阳离子型表面活性剂选用胺盐型或季胺盐型；工艺为：

在超声及机械搅拌条件下，将少量P(AA-co-St)的四氢呋喃(THF)溶液和少量离子型表面活性剂水溶液同时逐滴滴加到PVP的水溶液中，混合体系中各组分最终浓度分别为：P(AA-co-St)4.5～450mg/L，PVP 9～4500mg/L，离子型表面活性剂0.2～14mmol/L，搅拌10分钟，制得淡蓝色透明的大分子胶束溶液，经电镜测试表明生成了棒状大分子胶束；

所用无规共聚物P(AA-co-St)的分子量控制为5000～100000，其中AA链段的mol分数为0.1～0.6。

所用的P(AA-co-St)在四氢呋喃溶液中的浓度为100～10000mg/L，PVP在水溶液中的浓度为10～5000mg/L。

所用的阴离子表面活性剂为硫酸酯盐型表面活性剂。

所用的硫酸酯盐型表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SDS)，其水溶液浓度为5～300mmol/L。

所用的阳离子型表面活性剂为季胺盐型表面活性剂。

所用的季胺盐型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，其水溶液浓度为5～300mmol/L。

大分子胶束形态表征：将一滴大分子胶束溶液滴在碳膜覆盖的铜网格上，自然干燥，用透射电镜观察大分子胶束的形态。

本发明的有益效果：通过离子型表面活性剂诱导，用简单易得的大分子通过简便自组装方法形成纳米级非球状大分子胶束；使大分子自组装过程在水相中完成而非在溶剂相中完成，对环境更加友好。

附图说明