光敏共聚物P(St/VM-co-MA)自組裝膠體粒子及其性能

趙艷瓊 費 凡 易成林 江金強 羅 靜 劉曉亞

(江南大學化學與材料工程學院,江蘇無錫 214122)

光敏共聚物P(St/VM-co-MA)自組裝膠體粒子及其性能

趙艷瓊 費 凡 易成林 江金強 羅 靜 劉曉亞*

(江南大學化學與材料工程學院,江蘇無錫 214122)

以苯乙烯類光敏單體7-(4-乙烯基芐氧基)-4-甲基香豆素(VM)、苯乙烯(St)、馬來酸酐(MA)為共聚單體,采用自由基聚合法制備了光敏性雙親共聚物P(St/VM-co-MA).在選擇性溶劑(N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/H2O)中對P(St/VM-co-MA)進行自組裝,用透射電鏡(TEM)和動態激光光散射(DLS)表征了自組裝膠體粒子的形態、粒徑大小及其分布.利用紫外光照使膠體粒子中香豆素基元發生光二聚反應,形成交聯膠體粒子,并用紫外-可見光分光光度計(UV-Vis)跟蹤其交聯過程.用DLS研究了交聯和未經交聯膠體粒子的粒徑和結構穩定性,用激光掃描共聚焦顯微鏡(LSCM)和光學顯微鏡考察了膠體粒子的乳化、包覆性能.結果表明：交聯和未經交聯膠體粒子均具有乳化性,且在乳化過程中可實現對油溶性染料的包覆.膠體粒子交聯后,粒徑有所減小,結構穩定性、乳化性能、包覆性能均有所提高.

光敏性;雙親共聚物;自組裝;乳化;包覆

近年來,雙親性共聚物的自組裝及其應用研究備受學術界關注.雙親性共聚物可在一定條件下自組裝形成形態各異的聚集體,在納米反應器、藥物釋放、客體分子負載等方面有諸多應用[1-6].在共聚物中引入光敏感基元[7-11],可使聚合物及其聚集體具有一定的“智能”性,這方面的研究引起了人們的極大興趣.Zhao等[12-13]將自組裝膠體粒子擴展到膜、納米凝膠等方面;Jiang等[14-16]設計合成了一系列光敏聚合物,并研究了聚合物的膠束化行為及對客體分子的光控釋放行為.

隨著聚合物設計及自組裝技術的不斷發展,聚合物膠體粒子作為固體顆粒乳化劑正成為界面化學領域研究的熱點.固體顆粒乳化劑的相關研究,上世紀初由Pickering[17]首開先河.Binks等[18]總結了用于穩定乳狀液的膠體粒子所應具備的條件,他們以聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-b-聚(甲基丙烯酸甲酯) (PDMA-b-PMMA)為穩定劑,制備的聚苯乙烯(PSt)膠乳是一種具有pH響應性的乳化劑[19].Armes等[20]采用聚(環氧乙烷)-b-聚(甲基丙烯酸縮水甘油酯)-b-聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯)(PEO-b-PGMA-b-PDEA)的殼交聯膠束作為乳化劑,開創了殼交聯(SCL)膠束在乳化領域的應用.Ngai等[21]以無規共聚物聚(苯乙烯-co-氮異丙基丙烯酰胺)(PSt-co-PNIPAM)膠體粒子作為乳化劑,制備了高濃度的水包油(O/W)乳液,當油相正己烷蒸發后,可得到以(PSt-co-PNIPAM)膠體粒子為壁的多孔膜,擴展了聚合物膠體粒子作為顆粒乳化劑的應用范圍.雙親性無規共聚物自組裝膠體粒子表面富集親水基元和部分疏水基元具有雙親性,可用作乳化劑.而水包油乳液滴油相可作為“微容器”用以包覆油溶性活性物,采用雙親性無規共聚物自組裝膠體粒子以乳化的方式將油性物包覆于水包油乳液滴內的研究鮮見報道.

本文合成了光敏性雙親共聚物聚(苯乙烯/7-(4-乙烯基芐氧基)-4-甲基香豆素-co-馬來酸酐)P(St/ VM-co-MA),在選擇性溶劑中進行自組裝形成膠體粒子,紫外光照使膠體粒子發生光二聚反應,得到交聯膠體粒子.研究了光照交聯對膠體粒子結構及性質的影響,并考察了交聯膠體粒子和未經交聯膠體粒子的乳化性能及對油溶性染料的包覆性能.

1 實驗部分

1.1 主要試劑

香豆素按參考文獻的方法[22]自制;光敏單體7-(4-乙烯基芐氧基)-4-甲基香豆素(VM)按參考文獻的方法[23]自制;苯乙烯(St)、馬來酸酐(MA)、四氫呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯均為分析純試劑,購自中國醫藥集團上海試劑公司;偶氮二異丁腈(AIBN),化學純試劑,購自日本和光公司,無水乙醇兩次重結晶后使用;溶劑黃98染料(Solvent Yellow 98),購自德國Bayer公司.

1.2 主要儀器與設備

Bruker-DMX400型核磁共振儀(1H-NMR,德國Bruker公司);Agilent 1100型凝膠滲透色譜儀(GPC,美國惠普公司);ALV-5022型激光光散射(DLS,德國ALV公司,激光波長為632.8 nm,散射角為90°,溫度為(25.0±0.1)oC;馬爾文納米粒度及Zeta電位分析儀(Zetasizer Nano ZS,英國馬爾文公司);JEOL JEM-2100型透射電鏡(TEM，日本JEOL電子株式會社);POWERARC UV 100水銀短弧燈(藍天特燈發展有限公司,光源300-500 nm,光源與試樣相距10 mm);TU-1901型雙光束紫外-可見光分光光度計(UV-Vis,北京普析通用儀器有限責任公司);XHF-D型高速分散器(寧波新芝生物科技有限公司); OLYMPUS FV1000型激光掃描共聚焦顯微鏡(LSCM,日本OLYMPUS公司,激發波長為488 nm); DMBA450型光學顯微鏡(廈門麥克奧迪實業有限公司).

1.3 光敏共聚物P(St/VM-co-MA)的合成

光敏共聚物P(St/VM-co-MA)參照文獻的方法[24]合成.室溫下,在圓底燒瓶中依次加入St(0.84 g,8 mmol)、光敏單體VM(0.58 g,2 mmol)、MA(0.98 g, 10 mmol),引發劑AIBN(0.07 g,占單體摩爾總量的2%),溶解在40 mL THF中,通N210 min除氧,在65 oC油浴中反應24 h后終止反應,在甲苯中沉淀.以THF為溶劑、甲苯為沉淀劑純化聚合物三次,30℃真空烘箱中干燥至恒重,得到產物P(St/ VM-co-MA).經GPC分析得到,共聚物的數均相對分子質量Mn=2.68×104,質均相對分子質量Mw= 3.08×104,多分散系數Mw/Mn=1.15.

1.4 P(St/VM-co-MA)自組裝膠體粒子的制備

將0.20 g聚合物P(St/VM-co-MA)溶于10 mL DMF中,攪拌使其充分溶解,制得20 g·L-1聚合物溶液.磁力攪拌下以10 μL·min-1速率向上述溶液中滴加超純水至溶液呈現藍乳光,此處水含量即為臨界聚集水含量(CWC),繼續攪拌2 h,將其逐滴滴入30 mL超純水中以凍結P(St/VM-co-MA)鏈聚集形成的膠體粒子,在水中透析以除去有機溶劑DMF,經稀釋定容后,得到2 g·L-1的聚合物膠體粒子水溶液.經紫外光照射后可得到P(St/VM-co-MA)交聯膠體粒子,詳見1.5.3節.

1.5 P(St/VM-co-MA)聚合物及其自組裝膠體粒子的表征

1.5.1 P(St/VM-co-MA)聚合物結構的表征

以氘代二甲亞砜(DMSO)為溶劑、四甲基硅烷(TMS)為內標物,用1H-NMR確定聚合物的結構;用色譜純DMF溶解聚合物樣品,以加入少量溴化鋰的DMF為流動相,聚苯乙烯(PSt)為標樣,用GPC測定聚合物的數均相對分子質量(Mn)、質均相對分子質量(Mw)和多分散系數(Mw/Mn).

1.5.2 P(St/VM-co-MA)自組裝膠體粒子形貌及性質的表征

將銅網放在覆有濾紙的表面皿中,取0.1 g·L-1的P(St/VM-co-MA)膠體粒子水溶液一滴(約7 μL)滴于銅網上,室溫放置48 h干燥后,用TEM表征膠體粒子的形貌.

向0.1 g·L-1的P(St/VM-co-MA)膠體粒子水溶液中加入氯化鈉(NaCl),使其濃度為0.01 mol·L-1,以屏蔽離子效應,然后滴加鹽酸(HCl)或氫氧化鈉(NaOH)溶液來調節pH值,用粒度分析儀(ZS)測定不同pH下膠體粒子的Zeta電位、粒徑及其分布.

1.5.3 P(St/VM-co-MA)交聯膠體粒子的制備及表征

在攪拌狀態下,將0.1 g·L-1的P(St/VM-co-MA)膠體粒子水溶液用POWERARC UV 100水銀短弧燈(光源與試樣相距10 mm)進行光照,用UV-Vis跟蹤掃描280-400 nm范圍內膠體粒子水溶液的吸光度,根據320 nm處香豆素基元特征峰的吸光度變化,檢測光交聯的進行程度,直至特征峰的吸光度不再變化,停止光照,此時可認為膠體粒子基本完全交聯.

與上面方法類似,將2 g·L-1的P(St/VM-co-MA)膠體粒子水溶液進行光照交聯,每隔一定時間取樣,并稀釋至0.1 g·L-1,UV-Vis分光光度計測得320 nm處吸光度不再變化時,停止光照,得到2 g·L-1交聯膠體粒子水溶液,待后續實驗用.

將交聯膠體粒子與未經交聯膠體粒子水溶液稀釋至1 g·L-1,經直徑為0.45 μm的微孔過濾膜除塵.在攪拌狀態下,分別向體積為1 mL的交聯膠體粒子與未經交聯膠體粒子水溶液中逐滴滴加250 μL的DMF溶液,用DLS測定添加DMF前后P(St/VM-co-MA)膠體粒子的粒徑及其分布.

1.6 P(St/VM-co-MA)膠體粒子乳化、染料包覆過程及其表征

分別取2 g·L-1的未經交聯和交聯P(St/VM-co-MA)膠體粒子水溶液各3 mL,加入等體積溶劑黃98染料的甲苯溶液(0.5 g·L-1),用XHF-D型高速分散器以8000 r·min-1的轉速均質2 min.用數碼相機拍攝乳狀液靜置24 h的表觀狀態,取一滴乳狀液用去離子水稀釋一定倍數,用激光掃描共聚焦顯微鏡、光學顯微鏡觀測水包油乳狀液的形貌.

2 結果與討論

2.1 P(St/VM-co-MA)聚合物的結構

圖1為光敏性雙親共聚物P(St/VM-co-MA)的1H-NMR譜,其化學位移(δ)為:6.4-7.9(H9-H12, H15,H17,即芳環ArH);4.8-5.4(H16,即VM中亞甲基—CH2—);1.0-2.1(H3,H7,H13,即主鏈氫); 2.6-3.6(H1,H2,H4,H5,H6,H8,即主鏈氫); 6.1-6.3(H14,即VM中＝CH—);11.6-12.6(H18,即部分MA水解后的羧酸質子峰).由VM中亞甲基氫、芳環氫的積分相對強度之比,可計算出St與VM的物質的量之比,再利用主鏈氫的總積分相對強度,可知MA的相對含量,由此得到St、VM、MA摩爾比為4.31:1:4.61,與理論投料比(4:1:5)基本相符.

2.2 P(St/VM-co-MA)膠體粒子的結構

雙親性共聚物在選擇性溶劑中可自組裝形成聚集體,本實驗中DMF為P(St/VM-co-MA)的良溶劑,而水是馬來酸酐MA基元的良溶劑,是St及VM基元的沉淀劑,將水緩慢滴加到共聚物的DMF溶液中,溶液微環境將變得不利于St及VM基元的溶解,最終導致疏水基元聚集發生微相分離,而親水基元在聚集體殼層富集,形成水合保護層,避免宏觀相分離,最后形成穩定的聚集體(即聚合物膠體粒子).

P(St/VM-co-MA)在選擇性溶劑DMF/H2O中,自組裝膠體粒子的粒徑及其分布如圖2(a)所示,膠體粒子流體力學半徑為54 nm,粒徑分布呈單分散性.插圖為P(St/VM-co-MA)膠體粒子的TEM圖,從圖中可以看出,膠體粒子基本為球形,平均粒徑略小于DLS結果,這是由于DLS是在溶液狀態測試,而TEM是在干態下測試,當膠體粒子處于干態時,表面可能會產生部分塌縮,導致粒徑變小.

因P(St/VM-co-MA)聚合物中含有MA基元,不同pH下,MA電離程度不同,聚合物鏈的親疏水性將會發生改變,導致自組裝膠體粒子的性質發生相應變化,pH對P(St/VM-co-MA)膠體粒子性質的影響如圖2(b)所示,膠體粒子水溶液Zeta電位在整個pH范圍內均為負值,這是由MA電離帶負電造成的.膠體粒子Zeta電位隨pH的增大而降低,粒徑則隨pH的增大而增大.這是因為隨pH增大,膠體粒子表面酸酐基元電離度增大,負電荷增多,導致Zeta電位下降.與此同時,膠體粒子間靜電排斥作用增強,膠體粒子溶脹程度增大,結構變得松散,表現為粒徑的增大,但粒徑增大到一定程度,靜電作用與膠體粒子的親疏水作用達到平衡,粒徑將不再增大.

2.3 P(St/VM-co-MA)膠體粒子光敏性

香豆素基元具有特殊的光二聚特性,在λ＞310 nm的紫外光照射下,香豆素中雙鍵將打開發生光二聚交聯反應,生成四元環,可采用光二聚度(dimerization)[13,25]表征光交聯程度.因此將香豆素基元引入雙親性共聚物中可賦予共聚物光二聚交聯的功能. Jiang等[14]利用香豆素這一特性,對雙親性梳狀共聚物進行光照交聯后提高了對芘的負載能力.

圖3為UV-Vis光譜跟蹤P(St/VM-co-MA)膠體粒子光照交聯的過程,由圖3可知,隨著光照時間的延長,320 nm處香豆素基元特征峰的吸光度逐漸降低,這是由于膠體粒子中香豆素基元發生了光二聚反應,體系中香豆素含量減少而使其吸光度降低.插圖為光二聚度隨光照時間的變化曲線,由插圖可知,光照時間增加后,光二聚度先迅速增大,而后相對平緩,主要是由于交聯后期,膠體粒子中香豆素基元的運動能力降低,有效接觸幾率減少,致使光二聚度增大緩慢,直至不變.

2.4 P(St/VM-co-MA)膠體粒子穩定性

動態激光光散射(DLS)是研究聚合物膠體粒子性質的經典方法之一.圖4(a)為P(St/VM-co-MA)交聯膠體粒子與未經交聯膠體粒子動態光散射的研究結果.交聯膠體粒子流體力學半徑由54 nm減小為42 nm.這是由于紫外光照致疏水香豆素基元發生光交聯反應,疏水基元進一步塌陷內縮,從而使疏水微區聚集得更密實,最終導致膠體粒子粒徑變小.

DMF為P(St/VM-co-MA)共聚物的良溶劑,且可與水相溶,向P(St/VM-co-MA)膠體粒子溶液中添加DMF,必將對膠體粒子結構產生一定的影響.當體系中DMF含量足夠大時,膠體粒子將被全部溶解.本文設計向膠體粒子水溶液中添加其體積分數為20%的DMF,進一步研究光照交聯對膠體粒子結構穩定性的影響.

圖4(b,c)為DMF對P(St/VM-co-MA)膠體粒子粒徑的影響.對于未經交聯膠體粒子而言,DMF的加入使得膠體粒子粒徑明顯增大,而對于交聯膠體粒子而言,DMF對其粒徑影響較小.這是因為未經交聯膠體粒子結構相對松散,內部無化學交聯點存在,僅有非共價鍵合的物理交聯,即疏水基元間的相互作用,DMF除了影響膠體粒子的外部環境外,還可以進入粒子內部,對其結構產生一定的溶脹作用,最終導致粒徑的增大.而膠體粒子經交聯后,結構變得密實,DMF進入粒子內部的幾率較小,且無法打開化學交聯點,溶液環境的改變對膠體粒子粒徑影響不大.

由上分析可知,光照交聯可對膠體粒子起固定化作用,最終導致其結構受外界環境影響較小,結構穩定性增強.

2.5 P(St/VM-co-MA)膠體粒子乳化及包覆染料性能

固體顆粒乳化的作用機理與乳化方式均不同于表面活性劑,它可制得動力學、熱力學均穩定的分散體系.光敏雙親共聚物P(St/VM-co-MA)膠體粒子表面親疏水微區分布較均勻,疏水微區對油相有一定的增容作用;親水微區中酸酐電離使得粒子帶負電,而靜電排斥作用可有效阻止液滴聚并;光敏感香豆素基元的光二聚功能,可使膠體粒子固定化,從而提高膠體粒子作為乳化劑的穩定性,因此P(St/ VM-co-MA)膠體粒子是一種有效的顆粒乳化劑.將疏水性活性物如藥物、染料溶解在油相中,有望在進行乳化的同時實現活性物的包覆.這種方法原料來源豐富、成本低廉、操作簡單,不僅擴大了聚合物自組裝膠體粒子作為固體顆粒乳化劑的應用范圍,同時也為活性物的包覆提供了一個新的思路.

2.5.1 未經交聯與交聯P(St/VM-co-MA)膠體粒子的乳化性能及包覆性能

選用油溶性熒光染料溶劑黃98為包覆客體,將其溶于甲苯溶液中,并以甲苯-染料為油相,分別以交聯的與未經交聯的P(St/VM-co-MA)膠體粒子水溶液為水相,用高速分散器將等體積油相、水相進行乳化,得到的水包油乳狀液的數碼照片和共聚焦顯微鏡照片如圖5所示.

圖5(a,d)是以未經交聯與交聯P(St/VM-co-MA)膠體粒子為乳化劑制得的乳狀液放置24 h后的數碼照片.結果表明,采用交聯膠體粒子制備乳狀液時,可使乳化層增高,乳狀液液滴密實程度增大,穩定性增強.圖5(b,e)為乳狀液的共聚焦顯微鏡照片,由圖看出,乳液滴均呈黃綠色,說明油溶性溶劑黃98染料已被包覆在甲苯油相中,由此表明無論是交聯的還是未經交聯的P(St/VM-co-MA)膠體粒子,在乳化的同時均可實現對油溶性染料的包覆.據統計未經交聯膠體粒子所得乳狀液粒徑為30 μm,而采用交聯膠體粒子時乳狀液粒徑減小為10 μm左右,這主要是由于交聯膠體粒子疏水基元塌縮,則其表面親水基元相對增加,親水性增強,因此在相同均質條件下,交聯膠體粒子更容易快速潤濕油水界面,所得乳狀液液滴的曲率半徑更小,最終導致乳液滴粒徑變小,乳化能力及對染料的包覆性能均有所提高.

2.5.2 pH對未經交聯與交聯P(St/VM-co-MA)顆粒乳化劑性能的影響

pH對P(St/VM-co-MA)顆粒乳化劑性能的影響主要是通過pH對膠體粒子性質的影響來實現的. pH改變時膠體粒子表面性質如親疏水性將發生改變,潤濕油水界面的能力將會有差異.而紫外光照交聯對膠體粒子結構起固定化作用,因此pH對未經交聯與交聯P(St/VM-co-MA)膠體粒子的乳化、包覆性能將有不同的影響.

pH對未經交聯與交聯P(St/VM-co-MA)膠體粒子乳化甲苯-染料的乳狀液粒徑的影響,如圖6所示.隨著pH的增大,由未經交聯與交聯P(St/VM-co-MA)膠體粒子所得乳狀液粒徑均增大,但增大幅度不同.未經交聯體系乳狀液在pH 2.4-6.4時粒徑稍有增大,在pH為8.7時,粒徑增大發生突躍, pH為10.5時,0.5 h內發生破乳,顯微鏡可觀察到乳液滴聚并.采用交聯膠體粒子為乳化劑時,乳狀液粒徑增大趨勢較緩,在實驗范圍pH 2.4-10.5內,均可得到穩定乳狀液.由圖2(b)可知,pH對未經交聯膠體粒子性質的影響較大,膠體粒子水溶液pH大于8時,粒徑突躍增大,可能此時膠體粒子離子化程度大,親水性過強,膠體粒子結構溶脹或被破壞,最終導致破乳.對于交聯膠體粒子而言,由圖4可知,受外界環境影響較小,pH增大,膠體粒子結構的溶脹度較未經交聯粒子小,可以得到穩定的乳狀液,同時油溶性染料被很好的包覆.

3 結論

通過自由基溶液聚合法合成了光敏共聚物P(St/VM-co-MA),在選擇性溶劑(DMF/H2O)中自組裝得到球形膠體粒子,在紫外光照射下膠體粒子中香豆素基元發生光二聚交聯反應,使膠體粒子結構固定.進一步將未經交聯膠體粒子與交聯膠體粒子作為乳化劑乳化甲苯-染料溶液,在得到乳液的同時實現了對油溶性染料的包覆,開拓了疏水性活性物如染料包覆方式的新途徑.

1 Bouilhac,C.;Cloutet,E.;Taton,D.;Deffieux,A.;Borsali,R.; Cramail,H.Macromolecules,2008,41(20):7321

2 Giacomelli,C.;Schmidt,V.;Borsali,R.Langmuir,2007,23:6947

3 Schatz,C.;Smith,E.G.;Armes,S.P.;Wanless,E.J.Langmuir, 2008,24:8325

4 Azzam,T.;Eisenberg,A.Langmuir,2007,23:2126

5 Vyhnalkova,R.;Eisenberg,A.;van de Ven,T.G.M.J.Phys. Chem.B,2008,112:8477

6 Zhang,Y.H.;Li,X.R.;Zhou,Y.X.;Fan,Y.T.;Wang,X.N.; Huang,Y.Q.;Liu,Y.Mol.Pharm.,2010,7(4):1169

7 Trenor,S.R.;Shultz,A.R.;Love,B.J.;Long,T.E.Chem.Rev., 2004,104:3059

8 Babin,J.;Lepage,M.;Zhao,Y.Macromolecules,2008,41(4): 1246

9 Sinkel,C.;Greiner,A.;Agarwal,S.Macromolecules,2008,41 (10):3460

10 Matsuda,T.;Mizutani,M.Macromolecules,2000,33(3):791

11 Wu,L.F.;Tuo,X.L.;Cheng,H.;Chen,Z.;Wang,X.G. Macromolecules,2001,34(23):8005

12 Zhao,Y.;Bertrand,J.;Tong,X.;Zhao,Y.Langmuir,2009,25(22): 13151

13 He,J.;Tong,X.;Zhao,Y.Macromolecules,2009,42(13):4845

14 Jiang,J.Q.;Feng,Y.;Wang,H.M.;Liu,X.Y.;Zhang,S.W.; Chen,M.Q.Acta Phys.-Chim.Sin.,2008,24(11):2089 [江金強,馮 艷,王紅梅,劉曉亞,張勝文,陳明清.物理化學學報, 2008,24(11):2089]

15 Jiang,J.Q.;Tong,X.;Zhao,Y.J.Am.Chem.Soc.,2005,127: 8290

16 Jiang,J.Q.;Tong,X.;Morris,D.;Zhao,Y.Macromolecules, 2006,39(13):4633

17 Pickering,S.U.J.Chem.Soc.,1907,91:2001

18 Aveyard,R.;Binks,B.P.;Clint,J.H.Advances in Colloid and Interface Science,2003,100-102:503

19 Binks,B.P.;Murakami,R.;Armes,S.P.;Fujii,S.Angewandte Chemie International Edition,2005,44(30):4795

20 Fujii,S.;Cai,Y.L.;Weaver,J.V.M.;Armes,S.P.J.Am.Chem. Soc.,2005,127:7304

21 Li,Z.F.;Ngai,T.Langmuir,2010,26(7):5088

22 Yang,J.H.;Ji,C.B.;Zhao,Y.M.Chinese Journal of Organic Chemistry,2008,28(10):1740 [楊金會,計從斌,趙艷敏.有機化學,2008,28(10):1740]

23 Fu,Q.The synthesis and functionalization of hyperbranched polyestersandtheirphotosensitiveproperties[D].Hefei:University of Science and Technology of China,2009 [傅 祺.超支化聚酯的合成與表面修飾及其光敏性能研究[D].合肥:中國科學技術大學,2009]

24 Liu,X.Y.;Wang,Y.H.;Yi,C.L.;Feng,Y.;Jiang,J.Q.;Cui,Z. G.;Chen,M.Q.Acta Chim.Sin.,2009,67(5):447 [劉曉亞,王益華,易成林,馮 艷,江金強,崔正剛,陳明清.化學學報, 2009,67(5):447]

25 Ren,B.;Zhao,D.L.;Liu,S.S.;Liu,X.X.;Tong,Z.Macromolecules, 2007,40(13):4501

Self-Assembled Colloid Particles and Properties of the Photosensitive Copolymer P(St/VM-co-MA)

ZHAO Yan-Qiong FEI Fan YI Cheng-Lin JIANG Jin-Qiang LUO Jing LIU Xiao-Ya*
(School of Chemical and Material Engineering,Jiangnan University,Wuxi 214122,Jiangsu Province,P.R.China)

A photosensitive amphiphilic copolymer P(St/VM-co-MA)was synthesized from styrene(St),a styrene-containing photosensitive monomer 7-(4-vinylbenzyloxy)-4-methyl coumarin(VM),and maleic anhydride(MA)by free radical copolymerization.P(St/VM-co-MA)self-assembled into colloid particles in the selective solvent N,N-dimethylformamide(DMF)/H2O.The morphologies,sizes,and size distributions of the colloid particles were characterized by transmission electron microscopy(TEM)and dynamic laser scattering(DLS).The P(St/VM-co-MA)colloid particles were photo-crosslinked by the photodimerization of the coumarin groups under UV irradiation to form crosslinked colloid particles.The crosslinking process was monitored using UV-Vis spectroscopy.The sizes and stabilities of the crosslinked and non-crosslinked colloid particles were examined by DLS.Additionally,the emulsification and encapsulation of the colloid particles were studied by laser scanning confocal microscopy(LSCM)and optical microscopy.The results showed that both the crosslinked and non-crosslinked colloid particles possessed emulsifying properties. During emulsification the oil-soluble dye was encapsulated into the emulsion.When the colloid particles were crosslinked,they became smaller and their structural stability as well as emulsification and encapsulation were improved.

Photosensitivity;Amphiphilic copolymer;Self-assembly;Emulsification; Encapsulation

O648

Received:August 13,2010;Revised:October 14,2010;Published on Web:November 4,2010.

?Corresponding author.Email:lxy@jiangnan.edu.cn.

The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(20974041,50673038).

國家自然科學基金(20974041,50673038)資助項目

?Editorial office ofActa Physico?Chimica Sinica