聚氨酯微球的接枝改性及温敏特性

doi:10.7503/cjcu20131139

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (8): 1843.doi: 10.7503/cjcu20131139

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聚氨酯微球的接枝改性及温敏特性

龚梅¹, 张利²(), 黄棣², 杜晶晶², 周名兵², 李玉宝², 解慧琪¹

1. 四川大学华西临床医学院, 生物治疗国家重点实验室, 干细胞与组织工程研究室, 成都 610041
2. 四川大学纳米生物材料研究中心, 分析测试中心, 成都 610064

收稿日期:2013-11-22 出版日期:2014-08-10 发布日期:2019-08-01
作者简介:联系人简介: 龚梅, 女, 博士, 助理研究员. 主要从事聚氨酯生物材料研究. E-mail: zhangli9111@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 50903052)和中国博士后基金(批准号: 2013M53197)资助

Grafting Modification and Thermosensitive Properties of Polyurethane Microspheres^†

GONG Mei^1,^2,^*, ZHANG Li²(), HUANG Di², DU Jingjing², ZHOU Minbing², LI Yubao², XIE Huiqi¹

1. Laboratory of Stem Cell and Tissue Engineering, State Key Laboratory of Biotherapy, West China School of Medicine, Sichuan University, Chengdu 610041, China
2. Research Center for Nano-Biomaterials, Analytical and Testing Center, Sichuan University, Chengdu 610064, China

Received:2013-11-22 Online:2014-08-10 Published:2019-08-01
Contact: GONG Mei E-mail:zhangli9111@126.com
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(No NSFC50903052) and the China Postdoctoral Science Foundation(No.2013M531971)

摘要/Abstract

摘要：

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为单体, 二苯甲酮(BP)为光敏剂, 过硫酸胺(APS)为自由基引发剂, 采用溶液中光接枝方法制备了具有温度敏感特性的聚氨酯微球(PUS). 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明, 在聚氨酯微球表面形成了聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)接枝聚合物层. 在接枝过程中, 延长反应时间与增加引发剂浓度均有利于提高接枝率. 常温下, 接枝率随反应时间延长呈线性增长, 当反应时间超过40 min后, 接枝率基本保持稳定; 而引发剂浓度对接枝率的影响存在最佳优化值, 即其浓度为单体质量分数的3%. 采用差示扫描量热法(DSC)对接枝改性前后聚氨酯微球的温敏特性进行分析表征, 证实改性后的微球在35 ℃左右出现低临界互溶温度(LCST), 在此温度附近表现出对温度敏感特性. 接触角测试与溶胀测试结果表明, 在低临界互熔温度以下, 接枝改性的聚氨酯微球具有良好的亲水性.

关键词: 聚氨酯微球, 聚异丙基丙烯酰胺, 温敏性, 接枝聚合

Abstract:

Surface modification of polyurethane microspheres(PUS) by grafting poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAAm) was initiated under UV light. Besides benzophenone(BP) was used as a photosensitizer, ammoniumperoxydisulfate(APS) was used as a free radical initiator. The occurrence of grafting copolymerization of PNIPAAm was testified by the attenuated total multiple reflection technique(ATR-IR). Scanning electron micrograph(SEM) showed that the surface morphology of PUS changed significantlyafter modification. The lower critical solution temperature(LCST) of the PUS was determined by differential scanning calorimetry(DSC), and the wettability of the membrane assembled by PU microspheres was investigated by water contact angle measurement. The results showed that the grafting yield increased with irradiation time and finally reached the saturation value. As the concentration of APS initiator was increased, the grafting yield had a maximum. In addition, the modified PU microspheres were thermosensitive similar to that of PNIPAAm gel, and the LCST was determined about 35 ℃. The water contact angle measurement proved that the PNIPAAm-g-PU microspheres demonstrated good hydrophilic behavior below the LCST.

Key words: Polyurethane microsphere, Poly(N-isopropylacrylamide), Thermosensive, Grafting polymerization

中图分类号:

O631

TrendMD:

龚梅, 张利, 黄棣, 杜晶晶, 周名兵, 李玉宝, 解慧琪. 聚氨酯微球的接枝改性及温敏特性. 高等学校化学学报, 2014, 35(8): 1843.

GONG Mei, ZHANG Li, HUANG Di, DU Jingjing, ZHOU Minbing, LI Yubao, XIE Huiqi. Grafting Modification and Thermosensitive Properties of Polyurethane Microspheres^†. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(8): 1843.

图/表 7

Fig.1 Schematic representation of photografting process of PNIPAAm on the surface of PU microspheres

Fig.2 Effect of irradiation time(A) and APS initiator concentration(B) on the grafting yield of PNIPAAm

Fig.3 ATR-FTIR spectra for PU microspheres(a) and PU-g-PNIPAAm microspheres(b) APS concentration is 3% and the grafting time is 40 min.

Fig.4 SEM images of PU(A) and PU-g-PNIPAAm microspheres(B)(3%APS, grafting time: 40 min) Inset: particle-size distribution graph of microspheres.

Fig.5 DSC curves of PU microspheres(a) and PUS-g-PNIPAAm microspheres(b)

Fig.6 SEM image of PU microspheres membrane(A), water contact angle(CA) of PUS(B) and PUS-g-PNIPAAm(C) membranes at 25 ℃

Fig.7 Swelling ratio of PUS-g-PNIPAAm membranes

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	(Ed.: W, Z)

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