论文部分内容阅读
具有核壳结构的无机/聚合物粒子兼具无机物、聚合物的特性,在性能上互相取长补短,产生协同效应,因此在生物、医药、催化、电化学等领域都具有广泛的应用前景。本论文研究主要集中在核壳结构粒子的设计制备和无机壳层材料结构调控上,主要包括以下两个方面的内容:一、pH响应性共聚物@CaCO3核壳结构微球的制备(一)先后通过分散聚合和种子乳液聚合制备了苯乙烯(St)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEA)、4-乙烯基苯磺酸钠(SSS)三元聚合物乳胶粒子(P(St-DEA-SSS)),其中PSt作为疏水核,PDEA赋予乳胶粒子pH响应性,而PSSS链段可诱导碳酸钙在乳胶粒子表面进行沉积。DLS结果显示,所得P(St-DEA-SSS)乳胶粒子直径约为1μm(p H>7.1),当体系pH值小于6.0后,粒径迅速增大到1.5μm,表现出明显的pH响应性。(二)以CaCl2为钙源,在溶有Na2CO3的P(St-DEA-SSS)水分散体系中,将CaCO3沉积在乳胶粒子表面制备了P(St-DEA-SSS)@CaCO3核壳结构微球。通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、固体紫外-可见分光光度计(SUV-Vis)和同步热分析仪(STA)对微球的结构、形貌和热稳定性进行表征,STA结果显示微球中聚合物含量为17.94%。(三)以乙酰水杨酸和盐酸二甲双胍为模型药物,研究了该核壳结构微球的载药及释放性能。结果表明,该微球载药量可以达到90%,并且其CaCO3外壳在酸性条件下快速溶解,部分药物的快速释放,而其中的聚合物内核可以实现药物的缓释,从而实现药物的阶梯释放功能。二、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵改性明胶溶液中碳酸钙结晶首先将2,3-二环氧丙基三甲基氯化铵(EPTAC)与明胶在弱碱性条件下反应制备2,3-二环氧丙基三甲基氯化铵改性明胶,然后用于调控CaCO3结晶。研究了改性明胶和钙离子浓度、反应温度及老化时间对CaCO3结晶的影响。通过SEM、TEM、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、粉末X射线衍射(XRD)及热重分析(TGA)对碳酸钙粒子进行表征,结果表明:(一)随着改性明胶浓度的增大,CaCO3晶体的平均粒径变小,边缘变钝;CaCO3结晶中球霰石的数量减少,方解石结构增多。(二)当Ca2+浓度较低时,形成的CaCO3结晶呈现两面凸的扁豆状,当Ca2+浓度增大时,形成的CaCO3结晶偏向菱形。随着Ca2+浓度的增加,CaCO3结晶中球霰石和文石的含量减少直至消失,而方解石的含量越来越高。(三)在低温下,主要生成的方解石,随着温度的升高,产生了少量的球霰石和文石,且CaCO3的结晶呈现多层盘状堆叠形态,粒径变大。(四)随着反应时间的延长,一些较小的CaCO3结晶不断溶解并重结晶,使得CaCO3结晶不断生长,并且越来越趋于方解石这种热力学稳定形态。该研究对于聚合物调控CaCO3结晶以及聚合物@CaCO3核壳结构粒子的研究有一定的指导作用。