苯乙烯-p-乙烯基苯甲酸两亲性嵌段共聚物在乙醇中自组装行为的电镜观察

两亲性嵌段共聚物在只对其中一链段为良溶剂的选择性溶剂中 ,能够自组装形成胶束 .胶束的形态和尺寸大小依赖于两链段的性质 ,共聚物的组成、浓度、溶剂的性质等[1] .这一性质使得嵌段共聚物在分子识别、药物和其他物质的输送、基因疗法、水系涂料、污染物的除去、纳米复合材料的制备、催化剂以及传感器等方面展示着潜在的应用前景 .因此 ,两亲性嵌段共聚物的合成及其在选择性溶剂中的自组装行为的研究近年来颇受关注[2 ] .依据两链段的比例不同 ,嵌段共聚物可形成星状胶束和“板寸头”(Ｃｒｅｗ ｃｕｔ)型胶束[3 ] .当可溶段远比不溶段长时…     

星形PLA-PEG嵌段共聚物胶束的制备与表征

以胆酸为引发剂,用辛酸亚锡催化丙交酯开环聚合合成星型CA-PLA。利用DCC为脱水剂,将不同分子量的端羧基化PEG与星型CA-PLA偶联,合成一系列以胆酸为核的星形两亲性嵌段共聚物,用透析法制备共聚物胶束,并用TEM和DLS研究胶束的性质。合成了分子量为6000和12000的两种CA-PLA,其分子量可以通过胆酸羟基与丙交酯的比例进行控制。将分子量2000和5000的PEG分别与两种CA-PLA偶联,合成了四种星型CA-PLA-PEG嵌段共聚物。共聚物胶束形貌为均匀的球形,粒径为20-40nm,且随共聚物中PLA链段分子量的增加而增大,随PEG链段分子量的增加而减小。临界胶束浓度(CMC)低于同等链段长度的线型PLA-PEG嵌段共聚物胶束。     

星形胶束自由能和聚集数的理论分析

ＡＢ型嵌段聚合物在选择性溶剂中将发生微相分离,形成一种球形胶束[1].所谓选择性溶剂是指此溶剂仅能溶解共聚物中某一链段,而对另一链段则为不良溶剂.对这一体系的实验研究是从80年代兴起的,主要采用现代测试技术来表征形成胶束的回转半径[2],动力学半径[3]、聚集数[4]和临界胶束浓度[5].从分子图景上看来,这种球形胶束包括两部分,内核(Ｃｏｒｅ)为密堆砌的链段Ａ;壳层(Ｃｏｒｏｎａ)为溶涨的链段.Ｈｅｌｆａｎｄ等[6]最早利用数值计算法来研究嵌段聚合物在本体中的微相分离的问题;Ｌｅｉｂｌｅｒ等[7]将此方法引入嵌段聚合物/均聚物体系.…     

引发转移终止剂技术合成含有聚异戊二烯链段的三嵌段共聚物

含聚异戊二烯 (ＰＩＰ)链段的嵌段共聚物有着广泛的应用[1～ 3 ] ,有关它的合成、性能表征及应用方面的研究一直是学术及工业界的研究热点 .传统上 ,含有ＰＩＰ链段的嵌段共聚物用活性负离子聚合的方法来合成 ,例如 :聚苯乙烯 聚异戊二烯嵌段共聚物[3 ,4 ] .这是由聚合物增长链端的特殊活性所决定的 ,采用活性负离子聚合方法 ,不但能很好地控制共聚物的分子量和分子量分布 ,而且能控制共聚物中各组分的比例 .但是 ,负离子聚合通常需在较苛刻的条件下进行 ,如低温高真空、高纯度的单体和溶剂 ,而且能用于负离子聚合的单体也有限 .相对而言 ,…     

两亲性嵌段共聚物PS-b-PMAA的合成与胶束化行为研究

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)得到了分子量可控、分子量分布接近1.1的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸叔丁酯(PS-b-PtBMA)嵌段共聚物, 进而在酸性条件下由水解反应得到了两亲性的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸 (PS-b-PMAA)嵌段共聚物．用GPC, FTIR和¹H-NMR等对产物的分子量和组成进行了表征．使PS-b-PMAA在选择性溶剂中进行自组装, 通过激光光散射和透射电子显微镜研究了影响其胶束化行为的因素与胶束形态, 并初步探讨了胶束形成的机理, 发现通过控制嵌段共聚物的链段长度之比可得到空心球形的高分子胶束．     

多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)_n的胶束化行为研究

研究了一系列具有不同链段长度和组成的聚4-乙烯基吡啶-聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)n在其选择性溶剂甲苯和pH<3的水中的胶束化过程,主要研究了多嵌段共聚物链段长度、溶液浓度和溶剂对其胶束形态的影响.透射电镜和原子力显微镜结果表明随着P4VP段链的相对增长,多嵌段共聚物在甲苯中的胶束形态由蠕虫链状向短棒状到球状胶束变化,而其在pH<3的水溶液中均形成球形胶束.由于特殊的链结构,聚合物的浓度对(P4VP-b-PS-b-P4VP)n多嵌段共聚物的胶束行为和胶束形态有着重要的影响.同时,(P4VP-b-PS-b-P4VP)n多嵌段共聚物分子量分布的多分散性对其在选择性溶剂中的胶束形态也有所影响.     

RAFT法合成两亲性嵌段共聚物PSt-b-PAA-b-PSt及其在离子液体[BMIM][PF_6]中的自组装

用三硫代碳酸二(α,α′-二甲基-α-乙酸)酯(BDATC)作为链转移剂,苯乙烯St作为第一单体,通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)方法合成出大分子链转移剂PSt-CTA,以丙烯酸AA作为第二共聚单体合成出3个不同嵌段比的两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸-b-聚苯乙烯(PSt-b-PAA-b-PSt).通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)确定了PSt-b-PAA-b-PSt结构,使用凝胶渗透色谱(GPC)测定了大分子引发剂PSt-CTA和嵌段共聚物PSt-b-PAA-b-PSt的分子量及分子量分布.将这3个不同嵌段比的两亲性嵌段共聚物在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF6]中进行自组装,用透射电子显微镜(TEM)观察聚合物在离子液体中自组装结构.研究发现,当PSt的链段长度固定时,胶束的自组装形态主要依赖于PAA链的长度.当PAA链段较长时,胶束呈球形;PAA链段变得较短时,胶束的形态则由球形转变为核壳结构,并且胶束形态在25℃至100℃之间不受温度影响.     

由可控聚合反应直接制备不同形貌的聚集体

由可控聚合,包括活性阴离子和自由基聚合直接制备不同形貌纳米材料,是近几年来合成化学领域的一个重要研究成果.与两亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装方法不同,在选择性溶剂中进行的分散聚合,首先生成两亲性嵌段共聚物,并逐渐增加第二段聚合物的链长,以实现相分离,形成球形胶束;聚合物链继续增长,实现形貌转变,从而制备预期的聚合物形貌,包括球形胶束、纳米棒、纳米线、囊泡和复合囊泡等.本文综述了乳液聚合法制备球形胶束等形貌;描述了不同聚合体系形成的形貌以及它们的性质和应用,讨论了形貌的形成机理和控制方法,同时指出了存在的问题.     

ATRP法合成两亲性嵌段共聚物PSt-b-PAA及其在离子液体[BMIM][PF6]中的自组装行为研究

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了分子量可控、分子量分布窄的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸叔丁酯(PSt-b-PtBA), 进而在酸性条件下由水解反应得到了两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PSt-b-PAA), 并通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H NMR)等测试手段对产物进行了表征. 使三种分子量不同的两亲性嵌段共聚物在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM][PF6])中进行自组装, 通过激光粒度分析仪(DLS)和透射电子显微镜(TEM)研究了聚合物在离子液体中自组装的胶束尺寸和结构形态. 当PSt的链段长度一定时, 胶束的形状主要依赖于PAA链的长度. 当PAA链段较长时, 胶束呈球形; 当PAA链段较短时, 则变成不规则的花生状胶束.     

含氟嵌段共聚物离聚体的合成表征及其性能研究

嵌段共聚物离聚体具有独特的形态和固体及溶液性质 ,在热塑性弹性体、极性材料与非极性材料共混相溶剂和粘度调节剂等领域具有十分广阔的应用前景 ,引起了人们的普遍关注 .文献报道较多的是聚苯乙烯 乙烯 丙烯[1] 、聚苯乙烯 乙烯 丁烯 苯乙烯[2 ] 、聚苯乙烯 异丁烯 苯乙烯[3 ] 等共聚物中 ,聚苯乙烯链段部分磺化后所得离聚体的合成与性质研究 .众所周知 ,含氟聚合物具有低表面能和高表面活性等特性 ,因而将含氟基团引入到嵌段共聚物离聚体中有望开发出一种新型的特殊功能材料 .原子转移自由基聚合 (ATRP)自 1 995年问世以来 ,已成功…     

含羧基的含氟嵌段共聚物的合成及表面性能研究

利用原子转移自由基聚合反应以及随后的大分子链中叔丁酯基团的水解反应,合成了一系列具有不同含氟量和羧基含量的二嵌段共聚物,并分别通过GPC, ¹H NMR和FT-IR对共聚物的组成和结构进行了表征.进一步考察了这些含羧基或羧酸钠基团的含氟嵌段共聚物在吡咯烷酮或水中的溶解性能、临界胶束浓度、表面活性、达到饱和吸附时每个分子在表面所占据的面积,以及成膜后的临界表面张力等性能.实验结果表明,此含氟嵌段共聚物能显著降低吡咯烷酮和水的表面张力,成膜后表现出与聚四氟乙烯极为接近的低表面能特性.     

An efficient way to tune grafting density of well‐defined copolymers via an unusual Br‐containing acrylate monomer

A series of well‐defined amphiphilic graft copolymers, containing hydrophilic poly(acrylic acid) backbone and hydrophobic poly(butyl acrylate) side chains, were synthesized by sequential reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization and atom transfer radical polymerization (ATRP) without any postpolymerization functionality modification followed by selective acidic hydrolysis of poly(tert‐butyl acrylate) backbone. tert‐Butyl 2‐((2‐bromopropanoyloxy)methyl)‐acrylate was first homopolymerized or copolymerized with tert‐butyl acrylate by RAFT in a controlled way to give ATRP‐initiation‐group‐containing homopolymers and copolymers with narrow molecular weight distributions (M_w/M_n < 1.20) and their reactivity ratios were determined by Fineman‐Ross and Kelen‐Tudos methods, respectively. The density of ATRP initiation group can be regulated by the feed ratio of the comonomers. Next, ATRP of butyl acrylate was directly initiated by these macroinitiators to synthesize well‐defined poly(tert‐butyl acrylate)‐g‐poly(butyl acrylate) graft copolymers with controlled grafting densities via the grafting‐from strategy. PtBA‐based backbone was selectively hydrolyzed in acidic environment without affecting PBA side chains to provide poly(acrylic acid)‐g‐poly(butyl acrylate) amphiphilic graft copolymers. Fluorescence probe technique was used to determine the critical micelle concentrations in aqueous media and micellar morphologies are found to be spheres visualized by TEM. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 48: 2622–2630, 2010     

Synthesis of poly(tert‐butyl acrylate‐block‐vinyl acetate) copolymers by combining ATRP and RAFT polymerizations

The synthesis of poly(tert‐butyl acrylate‐block‐vinyl acetate) copolymers using a combination of two living radical polymerization techniques, atom transfer radical polymerization (ATRP) and reversible addition‐fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization, is reported. The use of two methods is due to the disparity in reactivity of the two monomers, viz. vinyl acetate is difficult to polymerize via ATRP, and a suitable RAFT agent that can control the polymerization of vinyl acetate is typically unable to control the polymerization of tert‐butyl acrylate. Thus, ATRP was performed to make poly(tert‐butyl acrylate) containing a bromine end group. This end group was subsequently substituted with a xanthate moiety. Various spectroscopic methods were used to confirm the substitution. The poly(tert‐butyl acrylate) macro‐RAFT agent was then used to produce (tert‐butyl acrylate‐block‐vinyl acetate). © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 46: 7200–7206, 2008     

酶促缩聚和原子转移自由基聚合法合成AB型两亲性嵌段共聚物

Novozyme-435催化10-羟基癸酸进行自缩聚反应得到线性聚酯, 端基分别是羟基(—OH)和羧基(—COOH), 在三乙胺催化下, 分别用α-溴代丙酰溴和三甲基氯硅烷(TMSCL)进行端基官能化生成一个单官能度的大分子引发剂, 在CuCl/2,2'-联吡啶(bpy)催化体系中, 引发甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)的原子转移自由基反应(ATRP), 得到聚(10-羟基癸酸酯)/聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PHDA-b-PGMA) AB 型两亲性嵌段共聚物, 其结构及分子量(分布)通过核磁共振和凝胶渗透色谱(GPC)确证. 此AB型两亲性嵌段共聚物在水溶液中能自组装形成纳米粒子, 用原子力显微镜(AFM)观察粒子的形状和大小.     

聚丙烯-聚磷酸酯嵌段共聚物的设计与合成

以苯乙烯基团封端的聚丙烯(PP-t-St)为起始物,通过马氏加成反应将溴化氢(HBr)加成到该聚丙烯的苯乙烯双键上,得到了苄基溴基团封端的等规聚丙烯(PP-t-BzBr).以PP-t-BzBr为大分子引发剂,引发含磷烯烃单体4-乙烯基苄基膦酸二乙酯(DEVBP)的原子转移自由基聚合(ATRP),合成了一种新型聚丙烯-聚磷酸酯嵌段共聚物(PP-b-PDEVBP,其中PDEVBP嵌段质量含量可达64.3%).对该共聚物进行了1H-NMR表征、示差扫描量热(DSC)、热失重(TGA)和微型量热(MCC)分析,结果表明该嵌段共聚物在保持聚丙烯本身的熔点和结晶度的同时,有效降低了热释放速率和提高了高温热分解残余物,可望改善聚丙烯材料的阻燃性.     

Synthesis by ATRP of poly(ethylene‐co‐butylene)‐block‐polystyrene,poly(ethylene‐co‐butylene)‐block‐poly(4‐acetoxystyrene) and its hydrolysis product poly(ethylene‐co‐butylene)‐block‐poly(hydroxystyrene)

Diblock copolymers of poly(ethylene‐co‐butylene) and polystyrene or poly(4‐acetoxystyrene) are synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP) using a 2‐bromopropionic ester macroinitiator prepared from commercial monohydroxyl functional narrow dispersity hydrogenated polybutadiene (Kraton Liquid Polymer, L‐1203). ATRP carried out in bulk and in xylene solution with cuprous bromide and two different complexing agents 2,2′‐bipyridine (bipy) and 1,1,4,7,10,10‐hexamethyltriethylenetetraamine (HMTETA) yielded well‐defined diblock copolymers with polydispersities around 1,3. The diblock copolymer with poly(4‐acetoxystyrene) was hydrolyzed to the corresponding poly(4‐hydroxystyrene) sequence.     

Novel synthesis of rod‐coil block copolymers by combination of coordination polymerization and ATRP

Combination of coordination polymerization and atom transfer radical polymerization (ATRP) was applied to a novel synthesis of rod‐coil block copolymers. The procedure included the following steps: (1) monoesterification reaction of ethylene glycol with 2‐bromoisobutyryl bromide yielded a α‐bromo, ω‐hydroxy bifunctional initiator, (2) CpTiCl₃ (bifunctional initiator) catalyst was prepared from a mixture of trichlorocyclopentadienyl titanium (CpTiCl₃) and bifunctional initiator. Coordination polymerization of n‐butyl isocyanate initiated by such catalyst provided a well‐defined macroinitiator, poly(n‐butyl isocyanate)‐Br (PBIC‐Br), and (3) ATRP method of vinyl monomers using PBIC‐Br provided rod (PBIC)‐coil block copolymers. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 45: 4037–4042, 2007     

具有预期结构的苯乙烯与丙烯酸丁酯接枝共聚物的合成与表征

通过苯乙烯 (St)与 4 对氯甲基苯乙烯 (CMS)进行氮氧稳定自由基共聚合反应 ,合成了二元共聚物P(St co CMS) ,并以此共聚物引发丙烯酸丁酯进行原子转移自由基聚合 ,成功地合成了结构明晰的以聚苯乙烯为主链、聚丙烯酸丁酯为支链的接枝共聚物 ,研究了共聚合反应动力学 .P(St co CMS)和接枝共聚物的结构通过1 H NMR得到确认 ,并表征了接枝共聚物平均侧链数目和平均侧链长度     

From well‐defined diblock copolymers prepared by a versatile atom transfer radical polymerization method to supramolecular assemblies

The synthesis of well‐defined diblock copolymers by atom transfer radical polymerization (ATRP) was explored in detail for the development of new colloidal carriers. The ATRP technique allowed the preparation of diblock copolymers of poly(ethylene glycol) (PEG) (number‐average molecular weight: 2000) and ionic or nonionizable hydrophobic segments. Using monofunctionalized PEG macroinitiator, ionizable and hydrophobic monomers were polymerized to obtain the diblock copolymers. This polymerization method provided good control over molecular weights and molecular weight distributions, with monomer conversions as high as 98%. Moreover, the copolymerization of hydrophobic and ionizable monomers using the PEG macroinitiator made it possible to modulate the physicochemical properties of the resulting polymers in solution. Depending on the length and nature of the hydrophobic segment, the nonionic copolymers could self‐assemble in water into nanoparticles or polymeric micelles. For example, the copolymers having a short hydrophobic block (5 < degree of polymerization < 9) formed polymeric micelles in aqueous solution, with an apparent critical association concentration between 2 and 20 mg/L. The interchain association of PEG‐based polymethacrylic acid derivatives was found to be pH‐dependent and occurred at low pH. The amphiphilic and nonionic copolymers could be suitable for the solubilization and delivery of water‐insoluble drugs, whereas the ionic diblock copolymers offer promising characteristics for the delivery of electrostatically charged compounds (e.g., DNA) through the formation of polyion complex micelles. Thus, ATRP represents a promising technique for the design of new multiblock copolymers in drug delivery. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 39: 3861–3874, 2001     

新型引发转移终止剂引发烯类单体活性自由基聚合及共聚合

引发转移终止剂 (Iniferter)是最早实现活性自由基聚合的方法 ,尽管它对聚合过程控制得不是很好 ,但是可聚合单体多 ,能方便地制备接枝和嵌段共聚物 .因此 ,近 2 0年来 ,它一直是高分子合成化学领域的一个研究热点 ,许多新颖结构的引发转移终止剂被合成并用于制备端基功能化聚合物、遥爪聚合物、大分子单体以及接枝和嵌段聚合物等 .本文扼要综述了引发转移终止剂的发展 ,着重综述了我们研究组在C—C键型高活性热引发转移终止剂、新的光引发转移终止剂、可聚合光引发转移终止剂、新型多功能引发转移终止剂和大分子光引发转移终止剂 5个方面的研究进展