PS-b-P4VP/CoSm杂化材料的制备及其磁性能

用溶液相金属盐沉积法在苯乙烯与4-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PS-b-P4VP) 胶束中制备了平均直径为12 nm的PS-6-P4VP/Co、PS-b-P4VP/CoSm(nCo:nSm=3.8:1,13.0:1)、PS-b-P4VP/Sm纳米粒子.胶束溶液通过高温回流使磁性成核粒子和磁性金属原子的流动能力和扩散能力提高而获得尺寸均一的颗粒.傅里叶红外分析表明.当只有CoCl2加入时,Co2将与多个4-乙烯基吡啶基团配位,而CoCl2和SmCl3同时加入时,由于Sm-4VP配体的屏蔽使Co2 与4-乙烯基吡啶基团的配位数减少.振动样品磁强计对上述样品磁性能的分析表明:随着Sm含量的增加,样品的饱和磁化强度和剩余磁化强度减少,而矫顽力增加.     

“线性-超支化”超分子聚合物的制备及光响应性自组装行为研究

报道了一种"线性-超支化"超分子聚合物的制备、自组装及其光响应性解组装过程.分别通过可控阴离子开环聚合(ROMBP)和原子转移自由基聚合(ATRP)的方法,制备了以β-环糊精为中心的超支化聚缩水甘油醚(CD-g-HPG)和一端带有偶氮苯基团的线性聚苯乙烯(AZO-PS).两者通过β-环糊精和偶氮苯基团之间的主客体识别作用形成"线性-超支化"超分子聚合物PS-b-HPG.该聚合物可以在水中自组装形成囊泡结构.通过紫外滴定法表征了CD-g-HPG和AZO-PS之间的主客体复合能力,通过SEM和TEM表征了组装体的形貌.最后基于偶氮苯在紫外光照射下发生顺反异构化的性质,用紫外光照射组装体成功实现了组装体的解组装.     

双组分偶氮聚合物胶体球制备及其光致形变行为研究

研究了2种环氧树脂类含4-氨基-4′-硝基偶氮苯和4-氨基-4′-羧基偶氮苯生色团聚合物(BP-AZ-NT、BP-AZ-CA)双组分胶体球的制备和光致形变行为.通过在上述聚合物的四氢呋喃溶液中逐步加水诱导自组装的方法,得到了BP-AZ-CA/BP-AZ-NT双组分胶体球.在上述两种聚合物自组装形成胶体球过程中,较为疏水的BP-AZ-NT分子先发生聚集,而较亲水的BP-AZ-CA则在形成的胶体颗粒表面发生进一步聚集.在胶体球形成过程中,体系的临界水含量(CWC)主要由BP-AZ-NT发生聚集时的水含量决定,双组分胶体球的外层则含较多的BP-AZ-CA分子.比较单组分胶体球与双组分胶体球在线偏振Ar+激光(488nm,100mW/cm2)照射下的形变行为,进一步证实了通过上述方法可以制备BP-AZ-CA和BP-AZ-NT双组份的胶体球;胶体球形变时的初始拉伸速率由胶体球的外层聚合物分子的性质所决定。     

聚(丙烯酸钠-4-乙烯基吡啶)的生物降解性和功能性研究

用自由基共聚法制备了一系列可生物降解的功能聚合物聚(丙烯酸钠-4-乙烯基吡啶)[P(SA-co-4VP)],研究了其组成和分子量与生物降解性、资合性及分散性间的关系.结果表明:聚合物中小乙烯基吡啶含量越大,P(SA-co-4VP)的生物降解越显著.分子是一定时,少量的个乙烯基吡啶引入聚丙烯酸钠主链是增强聚合物生物降解性和保持原有功能特性的有效途径.     

PS-b-P2VP/Fe_3O_4纳米复合材料的制备与表征

采用油酸表面改性的粒径均一的Fe3O4磁性纳米粒子(OA-Fe3O4)与具有微相分离结构的聚苯乙烯-b-聚2-乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)嵌段共聚物通过溶液共混,得到具有超顺磁性的PS-b-P2VP/Fe3O4纳米复合材料.结果表明,在OA-Fe3O4质量分数为1%,3%,5%和10%时,纳米粒子分散在PS相区;但OA-Fe3O4含量为8%时,纳米粒子在嵌段聚合物基体中的分散状态发生突变,形成大尺寸聚集体并分散在整个基体中,此时复合材料的流变行为发生相应变化.     

四臂星型聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶嵌段共聚物纤维状胶束及负载金纳米粒子的研究

通过两步原子转移自由基聚合,制备了4种不同嵌段长度的四臂星型嵌段共聚物苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PS-b-P4VP)4.在选择性溶剂甲苯中,随着嵌段长度的变化,自组装胶束的形态从球型到短棒状和纤维状的转变,其中(PS25-b-P4VP90)4自组装形成的以P4VP为核,以PS为花瓣型壳的纤维状胶束.以这种纤维状胶束作为模板,制备了金纳米粒子均匀分布的一维纳米材料     

含树枝化以及线性侧链的超分子共聚物的液晶相结构调控

设计了一类由聚4-乙烯基吡啶(P4VP)、含弯曲树枝化分子12CBP以及线性分子PDP组成的三元共混体系,其中12CBP和PDP端基均为酚羟基,可与P4VP侧基的吡啶环上的N原子进行氢键复合.傅立叶变换红外光谱、示差扫描量热法、偏光显微镜、小角X射线散射和原子力显微镜等多种研究表明该共混体系为均相体系,三组分自组装形成以P4VP为主链,12CBP和PDP为超分子侧链的"无规共聚物"P4VP(12CBP)x(PDP)y(x+y=1).该超分子侧链共聚物的聚集态结构与小分子12CBP和PDP相对含量有关.当12CBP含量x≥0.5时,体系组装形成六方柱状相结构,柱子的直径随着体系中12CBP含量减少而逐渐减小.当12CBP含量0.5时,即使少量12CBP的引入也会引起体系层状相结构的破坏,体系表现为无定形状态.     

基于温度/pH双响应的聚合物表面活性剂调控嵌段共聚物微球形貌

研发响应多重外界刺激而改变形貌的嵌段共聚物微球对发展新型智能材料具有重要意义.本工作提出了一种温度/pH双响应嵌段共聚物微球形貌转变的策略.在利用乳液挥发法制备聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)微球时,引入温度/pH双响应的聚丙烯酸-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PAA-b-PNIPAM)作为表面活性剂,通过调控实验温度以及水相的pH值,实现了PS-b-P4VP微球在蚕蛹状、草莓状、洋葱状等形貌之间的转变.这种独特的形貌转变依赖于温度/pH调控的PAA-b-PNIPAM的亲疏水性转变,以及由此导致的表面活性剂在界面分布位置的改变,进而改变了油水界面的界面选择性以及微球的形貌.通过改变PAA-b-PNIPAM的质量分数、PAA和PNIPAM的嵌段比,系统地研究了温度/pH对PS-b-P4VP微球形貌转变机制的影响.提供了一种温度/pH双响应的微球形貌转变的策略,有望在药物释放、智能传感等领域发挥重要作用.     

含偶氮苯侧链分子刷聚合物的合成及其光响应自组装

分子刷聚合物伸展的高分子主链、高密度的侧链和较低的侧链空间缠结,使其展现出独特的流变学、力学性能和特殊的分子聚集状态,在纳米技术、表面科学等领域有着广泛的应用前景.基于同时含有2-羰基溴与炔基基团的大分子试剂聚2-((2-溴代丙酰氧基)甲基)丙烯酸丙炔酯,引发偶氮苯丙烯酸酯单体的原子转移自由基聚合(ATRP)与叠氮功能化的巴比妥酸衍生物的点击反应,合成了新型含偶氮苯侧链的分子刷聚合物聚丙烯酸酯-g-聚(6-(4-丁基-4′-氧偶氮苯)正己基丙烯酸酯)/巴比妥酸(PA-g-PAzo/Bar),研究了其在溶液中的自组装和光响应性行为.随着分子刷聚合物浓度的增加,聚集体由柱状胶束向复合胶束转变.由于光响应性偶氮苯侧链的存在,在紫外光的照射下偶氮苯生色团发生trans-cis异构化转变,促使柱状胶束融合形成多孔网状聚集体,同时球形复合胶束融合形成珍珠项链状聚集体.     

新型光驱动形状记忆有序多孔膜的设计及构筑

长期以来,设计和制备微纳米尺寸的有序多孔结构是材料科学领域的重要研究课题。聚合物有序多孔膜因兼具高度规则的孔结构和聚合物的多功能性,在工程技术和科学研究领域受到广泛关注。有序多孔膜的孔隙大小、形状及可重复使用等性质对其功能化和潜在应用具有重要影响。形状记忆特性是一种独特的环境响应特性。形状记忆材料能够记忆初始形状,并且在形变后能够在外界刺激下回复其初始形状。将形状记忆特性引入到有序多孔膜中,可实现多孔膜孔形状、尺寸的有效调控,并提高薄膜的可重复使用性,但由于多孔膜孔结构难以实现均匀形变,形状记忆有序多孔膜鲜有报道。华东理工大学林绍梁课题组在光驱动形状记忆多孔膜的设计和制备方面取得了一些新进展。     

光学活性偶氮苯自组装膜的制备及其蛋白吸附行为

研究了在紫外光作用下, 牛血清白蛋白(BSA)在偶氮苯自组装膜上光控可逆的吸附行为. 首先合成羧基偶氮苯衍生物, 并在金膜表面制备偶氮苯自组装膜, 采用紫外吸收光谱(UV)、原子力显微镜(AFM)观察偶氮苯衍生物的光学顺反异构现象以及偶氮苯自组装膜表面形貌的变化. 同时利用等离子体表面谐振仪(SPR)考察偶氮苯光学异构对牛血清白蛋白(BSA)在自组装膜表面上的吸附行为的影响. 结果表明, BSA在偶氮苯自组装膜表面的吸附作用主要来自于BSA分子与自组装膜之间的静电作用及亲疏水作用. 在紫外光作用下, 偶氮苯自组装膜可以实现光控可逆的牛血清白蛋白分子吸附行为.     

新型偶氮苯嵌段共聚物的自组装及其响应性

以新型两亲性嵌段共聚物聚(4-乙烯基吡啶)-b-聚[6-(4-丁基偶氮苯-4’-氧基)己基甲基丙烯酸酯](P4VP-b-PAzoMA)为研究对象,探究其在水体系中的自组装行为。通过透射电镜、激光光散射、紫外分光光度计等表征组装体的形貌和结构特征。结果表明:通过调节聚合物溶液的初始质量浓度、pH和溶剂,可改变组装体的结构;紫外-可见光的照射可使组装体发生可逆的光致异构化行为,且异构化速率随着聚合物质量浓度的增加而减小;此外,随着溶剂的极性增加,偶氮苯的特征吸收峰发生红移。     

基于原子转移自由基聚合技术的偶氮苯星形液晶聚合物的合成与表征

利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术合成了含不同端基取代基的偶氮苯三臂星形侧链液晶聚合物. 均苯三酚与2-溴异丁酰溴通过酯化反应制备三官能团引发剂, 引发偶氮苯单体6-[4-(4-甲氧基苯基偶氮)酚氧基]己基甲基丙烯酸酯(MMAzo)或6-[4-(4-乙氧基苯基偶氮)酚氧基]己基甲基丙烯酸酯(EMAzo)的ATRP反应. 利用核磁共振氢谱(¹H NMR)、凝胶色谱(GPC)、差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)等手段对星形聚合物进行表征. 星形聚合物的液晶性与相应均聚物相似, 但偶氮苯端基取代基的不同导致星形聚合物的液晶性差别显著. 在紫外/可见光照射下星形聚合物呈现明显的异构化转变.     

聚(4-乙烯基吡啶)诱导一步法合成纺锤形钨酸钡晶体

利用高分子量的含氮杂环聚合物聚(4-乙烯基吡啶)(P4VP)作为模板合成了纺锤形钨酸钡晶体,为制备形貌可控的钨酸钡晶体提供了一种简单、条件温和、容易控制的方法.用扫描电镜、透射电镜及X-射线衍射等手段研究了钨酸钡晶体的晶型及形貌.并讨论了P4VP的浓度、溶液离子浓度、pH值等因素对钨酸钡晶体形貌的影响.     

聚苯乙烯-聚(4-乙烯基吡啶)嵌段共聚物LB膜结构形态的研究

采用氯仿作为铺展溶剂,将嵌段共聚物聚苯乙烯-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)稀溶液铺展于空气与水界面上,利用Langmuir-Blodgett(LB)膜技术转移至固体基底.研究了不同的嵌段比、表面压和小分子1-芘丁酸(PBA)的加入对嵌段共聚物气液界面聚集组装的影响.研究发现随着亲水段(P4VP)的增加,聚集组装结构由纳米片状、带状转变成纳米条状、纳米点状结构.表面压对纯PS-b-P4VP聚集组装产生影响,表面压增大,组装体排列紧密;随着表面压的继续增大,单层聚集结构遭到破坏,发生堆叠.加入PBA小分子后,PBA与PS-b-P4VP形成氢键,形态发生明显变化,原来的片状结构转变为条状或点状结构.     

含偶氮苯侧链两亲性交替共聚物的合成及自组装

通过叠氮-炔点击化学反应,合成了一种新型的偶氮苯侧链两亲交替共聚物聚(三缩四乙二醇-偶氮苯二乙胺)[P(EG_4-a-NAzo)],其中三缩四乙二醇(EG_4)链段为亲水链段,偶氮苯二乙胺(NAzo)链段是疏水链段.光致异构化研究发现,由于特殊的交替拓扑结构,P(EG_4-a-NAzo)胶束状态不产生有序的偶氮苯堆叠.P(EG_4-a-NAzo)可以在低浓度溶液中组装为蠕虫状聚集体.这种新型的偶氮苯共聚物为光功能性聚合物的分子设计提供了新的思路.     

支载型分子印迹聚合物膜的制备及其透过选择性研究

以2-氨基吡啶为模板,采用聚四氟乙烯微孔膜为支载膜,甲基丙烯酸为功能单体,偶氮二异丁腈为引发剂,紫外光引发聚合,制备出支载型分子印迹膜,并研究了分子印迹膜对2-氨基吡啶及其结构类似物的透过选择性,并对甲基丙烯酸与2-氨基吡啶之间的相互作用和膜的形貌进行了表征。结果表明,甲基丙烯酸对模板分子能够形成摩尔比为1∶2的配合物,分子印迹膜能够实现2-氨基吡啶与其类似物的分离。     

聚苯乙烯-聚4-乙烯吡啶两亲性嵌段共聚物与新型荧光分子的自组装

合成了新型温敏荧光小分子,并利用活性/可控自由基聚合中的可逆加成-断裂链转移聚合反应(RAFT)合成了聚苯乙烯-聚4-乙烯吡啶两亲性嵌段共聚物(PS-b-P4VP);采用傅立叶变换红外光谱仪和凝胶渗透色谱仪分别测定了其结构和相对分子质量.将荧光小分子和PS-b-P4VP一同在甲苯或CO2气体膨胀甲苯环境中进行自组装,采用透射电子显微镜观察了其胶束形态.结果表明,CO2气体膨胀甲苯的引入对胶束的形态无明显影响.     

光响应性有机-无机杂化分子印迹聚合物的制备及表征

以4-硝基苯酚、 2,4-二氯苯氧乙酸和3-氯丙基三乙氧基硅烷为原料, 经氧化偶合、 酰化、 酯化反应合成了共价结合模板分子2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的光响应性含有机硅的偶氮苯功能单体, 通过溶胶-凝胶法制备了光响应性的有机-无机杂化分子印迹聚合物(OIHMIP). 研究了该分子印迹聚合物光响应性能、 对2,4-D的吸附性能和选择识别及光控释放与吸收能力, 用原子力显微镜对其形貌进行了表征. 结果表明, 制得的OIHMIP具有规则的球形, 粒径介于150～200 nm之间. OIHMIP对2,4-D具有良好的吸附和选择识别能力, 在365和440 nm的紫外-可见光交替照射下, 可控制2,4-D的释放与吸收.     

重氮偶合方法合成主链型光响应偶氮聚合物

提出了一种利用重氮偶合方法合成主链偶氮聚合物的新方法,合成了一种主链含有假芪型偶氮生色团的聚合物.对合成聚合物的结构、热性能以及光响应性能进行了详细表征.在线偏振激光的作用下,聚合物膜中的偶氮苯生色团发生光致取向,用偏振紫外-可见光光谱测量了此聚合物膜的二向色性,得到聚合物膜的取向有序度为0.03.用波长为488 nm,能量密度为150 mW/cm2的相干Ar+激光对聚合物膜照射1000 s,得到形貌规整的正弦波形表面起伏光栅,光栅的周期为900 nm,起伏深度为89 nm.