[发明专利]一种利用NMR弛豫测定温敏高分子相转变温度的方法及应用

说明书

本发明公开了一种利用NMR弛豫测定温敏高分子相转变温度的方法，具体包括如下步骤：(1)将待测温敏高分子样品装入核磁管中，加入纯水使其溶解，然后将样品放入核磁谱仪中；(2)设定一个初始温度值C1，等待5～10min使样品温度趋于稳定；(3)使用CPMG序列，测试当前温度下样品的衰减曲线，反演样品中¹H的T₂；(4)更改样品温度C2，重复步骤(2)和(3)，接着更改样品温度重复上述操作，直至完成所有设定温度点的测试；(5)绘制样品T₂随温度变化曲线，确定温敏高分子的相转变温度。所述测试方法操作简单，不破坏样品，且将上述方法应用到PNIPAM的相转变温度测试中精度高，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子物理技术领域，具体涉及一种利用NMR弛豫测定温敏高分子相转变温度的方法及应用。

背景技术

智能高分子是指能识别外界环境变化，如温度、pH、光、电、压力等，并对此做出响应的高分子。对温度敏感的智能高分子被称为温敏高分子，相较于其他因素而言，温度易于调节和控制，因此温敏高分子的相关研究与应用均较为广泛，如药物负载与缓释、物料分离、传感器、可回收催化剂等。具有临界温度是温敏高分子的特性，温敏高分子溶液单相与相分离两种形态转变的温度被称为相转变温度，也可以称为临界溶解温度(CST)。当温度升高到某一温度，温敏高分子溶液由单相发生相分离的温度称为低临界溶解温度(LCST)，反之，当温度降低到某一温度，发生相分离的温度称为高临界溶解温度(UCST)。对应的，这两类温敏高分子分别为LCST型和UCST型。

相转变温度是研究温敏高分子应用的关键参考指标，温敏高分子发生相转变时，体积出现不连续的突变，利用这个特点，可以通过筛选或合成特定相转变温度的高分子进行不同的应用研究，因此测定相转变温度具有重要意义。测定相转变温度的常规方法有以下几种：

①差示扫描量热法：使用差示扫描量热分析(Differential ScanningCalorimetry，简称DSC)，改变温度，记录样品热量变化，在发生相变时样品热量有显著变化。

②紫外可见光谱法：使用变温紫外可见分光光度计，测试样品透光率随温度的变化，在发生相分离时温敏高分子溶液由澄清变为浑浊，透光率急剧降低。

③光散射法：使用粒度仪，改变温度观察粒径大小，在相转变时，粒径值将发生明显变化。

上述方法均有其局限性，使用DSC测定时，其结果受到升温速率的影响，需要合理控制升温速度。常规紫外可见分光光度计一般不带变温功能，需要添加专门的变温附件设备才能进行变温测试，这使得该方法的普遍应用具有一定的阻碍。光散射法对高分子溶液状态及粒径范围均有一定要求。因此需要开发新的测量温敏高分子相转变温度的方法。

核磁共振技术是表征化合物的重要技术手段，具有无损检测的特点。专利文献CN106501294A报道了一种原位检测鹌鹑蛋加热凝固过程中温度点和时间点的方法，专利文献CN107831185A报道了一种测定三文鱼加工贮藏过程中相转变温度的方法；上述方法中都是用于食品的相转变温度检测；文献资料(张川,蒋雪涛.核磁共振法测定喃氟啶温度敏感性脂质体的相转变温度[J].药学学报(1期):69-71.)报道了磁共振法测定喃氟啶温度敏感性脂质体的相转变温度，利用的是核磁共振测峰的方法。

核磁弛豫是指宏观磁化矢量从非平衡态向平衡态恢复的过程，含纵向弛豫(T₁)和横向弛豫(T₂)。横向弛豫反映核磁矩之间的相互作用，因此可以通过质子的横向弛豫来研究其所处的环境及存在状态。温敏高分子溶液发生相分离时，高分子析出，水从束缚态变为游离态，溶液环境发生非常明显的变化，因此可以通过水的横向弛豫来测定温敏高分子的相转变温度。本发明希望提供一种利用NMR弛豫测定温敏高分子相转变温度的方法，实现温敏高分子相转变温度的精确测定。

发明内容