环境敏感性嵌段共聚物

嵌段共聚物，又称镶嵌共聚物，是指将两种或以上性质不同的聚合物链段交联在一起从而制备的一种特殊聚合物，通过将多种聚合物的优良性质结合在一起，得到性能比较优越的功能聚合物材料，具有特定结构的嵌段共聚物具有异于简单线性共聚物、无规共聚物甚至均聚物的混合物的性质。通过制备特定结构使共聚物胶束具有环境敏感性的特征，能够在不同的pH值、温度或离子强度的刺激下进行链段的分离，实现结构与性质的改变，从而实现根据需求在各类环境中具有不同的应用效果。本文简单介绍几种环境敏感性嵌段共聚物的制备方法及应用。01环境敏感性嵌段共聚物的种类1).温度敏感嵌段共聚物温度敏感性嵌段共聚物是指在溶液中，随着溶液温度在一定范围内的改变，共聚物嵌段发生由溶解到不溶（亦或反之）的相变过程，分为两种情况：1.溶液温度升高到某一温度，共聚物嵌段之一由溶解转为不溶，该温度称为最低临界溶解温度（LCST）；2.当溶液温度升高，共聚物嵌段由不溶转为溶解，该温度称为最高临界溶解温度（UCST）。具备LCST的嵌段共聚物较多。

较常见的温度敏感性嵌段共聚物如下图所示：

聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）是研究较多的温度敏感性嵌段共聚物，其结构由亲水的酰胺基团和疏水的异丙基使其组成具有能够表现出亲水性或疏水性：在温度低于LCST时，PNIPAM和水分子之间的氢键起到主要作用，此时PNIPAM在水中是可溶的；在温度高于LCST时，分子链中的碳氧双键和N-H键之间的分子内氢键起主要作用，导致分子链收缩而坍陷，此时其在水中不溶。而通过改变聚合物的分子量或是选择合适的亲水性和疏水性单体与之共聚，可以调整LCST使其符合应用所需。2).pH响应嵌段共聚物

pH响应嵌段共聚物的研究目前最为广泛，与温度敏感性嵌段共聚物类似，其共聚物分子主链上有对于pH值变化敏感的基团，如羧基、胺基、吡啶基等。当溶液pH值达到某值时，含有对pH敏感基团的链段发生构象或是相改变，从而使其具有某些性质。主要的pH响应嵌段共聚物有两类：含不带电的基本核单元的嵌段共聚物，在较高的pH值下具有疏水性，在低pH值下则呈亲水性；含带电的酸性基本核单元的嵌段共聚物，在高pH值下带负电，在低pH值下质子化。

常见的pH响应性共聚物如下图所示：3).光敏性嵌段共聚物

光敏性高分子在光的作用下感光吸收光能，从而发生物理性质的改变，例如颜色、导电性、溶解度等，又或是发生化学变化，例如聚合、二聚、异构化和光解。同样可以通过在聚合物链上引入感光基团来合成光敏性嵌段共聚物。研究较多的感光基团有：重氮或叠氮感光基团、光二聚型感光基团、丙烯酸酯基团以及各类含特种功能（光催化性、光导电性、光致变色性）的感光基团。姚新建等就NIPAM和HEA的共聚物P(NIPAM-co-HEA)及其肉桂酰化的共聚物的合成及性能进行了研究。

把肉桂酰化的P(NIPAM-co-HEA)的乙醇溶液涂在NaCl晶片上,其不同紫外光辐射时间下的红外波谱如下图所示,在1600和1000cm-1处的两个吸收峰,随着辐射时间的增加,吸收度降低,这说明酰化物具有光交联性。将肉桂酰化的P(NIPAM-co-HEA)的DMF溶液(1.1×10-2mol/L)进行紫外照射,不同照射时间的紫外波谱如下图所示，光照前在285nm附近有一个吸收峰,但随着紫外光的不断照射,在285nm处的吸收峰逐渐降低,这说明其中的双键发生了光交联反应,且光交联程度随着辐射时间的增加而增强,当照射时间达到60min时,吸收峰几乎完全消失,说明已完全交联,此时,酰化共聚物不再溶解,只能溶胀,表现出较好的水凝胶性能。02环境敏感性嵌段共聚物材料的应用

环境敏感性嵌段共聚物如今的应用主要集中在生物医药领域，由于其环境敏感性的特征，可利用该特征制作作为药物载体的聚合物胶束，可在生物体内环境中通过扩散或者是载体的解离释放药物，使药物的释放过程能够达到数天甚至数周，大大提高了药物的有效时