“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.     

基于RAFT过程的MMA可控自由基聚合及嵌段共聚物的合成

用二硫代酯调控的可逆加成-裂解链转移过程(RAFT)研究了MMA的聚合动力学及分子量分布,分析了引发剂浓度和二硫代酯浓度对反应速度及可控性的影响.用RAFT方法合成了嵌段共聚物PMMA-b-PS及带有自旋标记的嵌段共聚物PMMA-b-PS.     

水溶性RAFT链转移剂的制备及应用进展

可逆加成-断裂链转移(reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT)聚合是一种有效的可控/活性自由基聚合方法,在功能型高分子的制备中有广泛的应用,RAFT聚合的关键就在于选择合适的RAFT链转移剂。基于环保无害的要求,水溶性RAFT链转移剂的制备就至关重要。本文介绍了RAFT聚合的机理,综述了水溶性RAFT链转移剂的制备及应用进展,探讨出RAFT链转移剂水溶性的作用机理,一方面是极性基团的作用,另一方面是离子键氢键等的作用,这对水溶性RAFT链转移剂的制备有一定的启发。大分子RAFT链转移剂分子中常含有亲水基团和疏水基团,具有一定的分散作用,在水相条件下不仅可以通过扩链反应制备窄分子量分布的嵌段共聚物,还可以制备出微纳米凝胶。     

双敏感性环糊精超分子聚集体的制备及其性能研究

利用光敏感性环糊精衍生物与温度敏感性聚合物主客体间的包结络合作用制备了具有光/温度双敏感性的环糊精超分子聚集体. 首先制备了主体分子光敏感性4-羟基肉桂酸-β-环糊精(4HCA-CD); 再以末端带金刚烷基团(AD)的三硫酯作为链转移剂, 用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法制备温度敏感性双臂聚合物AD-PNIPAM-AD; 用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(¹H NMR)证明了化合物的结构. 利用β-CD的疏水空腔和AD之间的络合性能, 制备了4HCA-CD/AD-PNIPAM-AD双敏感性超分子复合物, 通过二维核磁(2D NMR)对其包结性能进行了探究, 结果证实金刚烷包结于环糊精的空腔中. 所得4HCA-CD/AD-PNIPAM-AD复合物具有光敏感性, 用紫外光照射后, 复合物的分子量增大近一倍. 而且, 4HCA-CD/AD-PNIPAM-AD复合物可以自组装形成超分子聚集体, 其粒径随温度的升降发生可逆的减小或增大.     

RAFT聚合制备氟硅嵌段共聚物及结构性能

以三硫代酯封端的聚二甲基硅氧烷作为大分子链转移剂,通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)制备了一系列聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸十二氟庚酯(PDMS-b-PDFHMA)二嵌段共聚物.利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、氢核磁共振谱(1H-NMR)对该嵌段共聚物的组成、结构和分子量进行了表...     

含氟丙烯酸酯与苯乙烯共聚物的RAFT合成及表征

通过可逆加成-断链链转移(RAFT)溶液聚合,以三硫代碳酸酯为RAFT试剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,1,4-二氧六环为溶剂,制备甲基丙烯酸(2,2,2-三氟)乙酯(TFEMA)和苯乙烯(St)共聚物.详细研究了不同引发剂的用量、RAFT试剂与引发剂摩尔比以及聚合温度等实验条件对聚合反应过程的影响.通过GPC、FTIR测试共聚物的分子量、分子量分布和分子结构,并用静态接触角仪和AFM分别表征聚合物膜的接触角、表面能及膜的表面形貌.     

丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚物的RAFT聚合与表征

以S,S'-二(α,α '-二甲基-α″-乙酸)三硫代碳酸酯(TRIT)为链转移剂,利用可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT)制备了窄分布的端羧基大分子链转移剂——聚苯乙烯和聚丙烯腈.以大分子链转移剂为RAFT试剂,引发苯乙烯或丙烯腈单体的RAFT聚合,进一步得到聚丙烯腈-聚苯乙烯-聚丙烯腈(PAN-b-PS-b-PAN)和聚苯乙烯-聚丙烯腈-聚苯乙烯(PS-b-PAN-b-PS)三嵌段共聚物.通过1 H-NMR、FT-IR、凝胶渗透色谱(GPC)对所得产物的结构和分子量进行了袁征,通过原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱(Raman)研究了嵌段共聚物薄膜的微相分离结构与热解行为.结果表明:所得产物中除PAN-b-PS-b-PAN外,分子量分布均小于1.2.嵌段共聚物薄膜经250℃热稳定化与600℃热解处理后,碳化并形成了规整的石墨结构,微区尺寸在75 nm左右.     

双响应性嵌段共聚物聚异丙基丙烯酰胺-b-聚(L-谷氨酸)的合成与表征

通过组合可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)和氨基酸可控开环聚合(ROP)两种方法,合成得到聚异丙基丙烯酰胺-b-聚(L-谷氨酸)嵌段共聚物(PNIPAAm55-b-PLGA35).以5-氨基戊醇、12-硫醇等为原料,合成了新型的芴甲氧基保护的三硫酯链转移剂.使用核磁氢谱、凝胶排阻色谱对产物进行验证.并通过紫外-可见分光光度法、透射电镜、动态光散射表征,证明了该嵌段共聚物具有刺激响应性的胶束化行为.     

丙烯酰胺基偶氮苯的RAFT聚合反应动力学

以丙烯酰胺基偶氮苯(AAAB)为单体,二硫代苯甲酸异丙苯酯(CDB)为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法合成了侧链含有偶氮苯基团的聚丙烯酰胺基偶氮苯(PAAAB),同时考察了反应温度、引发剂浓度、链转移剂浓度等因素对聚合反应的影响。利用FT-IR、1H NMR、GPC等对其结构进行了表征。结果表明,聚合反应动力学曲线呈良好的线性关系,分子量分布窄;随着[CDB]/[AIBN]比例的增大,聚合速率、分子量和分子量分布均下降。     

SiO2表面RAFT接枝聚合苯乙烯

基于纳米SiO2表面羟基与7-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷间的偶联反应,在纳米SiO2表面引入可聚合双键。采用可逆加成断裂链转移（RAFT）聚合技术,以偶氮二异丁腈为引发剂,使SiO2表面接枝聚合苯乙烯。考察了二硫代苯甲酸异丁腈酯、二硫代苯甲酸苄酯、（1,2,4-三氮唑）基二硫代甲酸苄酯和二硫代新戊酸苄酯等对SiO2表面接枝聚合苯乙烯速率的影响。结果表明,SiO2表面接枝聚合苯乙烯的速率决定于RAFT试剂的Z基团结构。二硫代新戊酸苄酯调控的SiO2表面接枝聚合苯乙烯的速率最高。     

光-温度双重响应PNIPAM-b-PPAPEA共聚物的合成及其胶束特性

本文以二硫代苯甲酸异丁腈酯(CPDB)作为链转移剂,AIBN为引发剂,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和2-(4-苯基偶氮苯氧基)乙基丙烯酸酯(PAPEA)为单体,利用RAFT聚合法合成了PNIPAM及其嵌段共聚物PNIPAM-b-PPAPEA。利用FT-IR、~1H NMR、GPC对PNIPAM及其嵌段共聚物的结构进行了表征。同时,通过TEM、DLS和UV等手段测定了该嵌段共聚物胶束的形貌及大小、胶束的光响应性和温度响应性。结果表明,PAPEA的RAFT聚合反应动力学曲线呈良好的线性关系,PNIPAM-b-PPAPEA分子量分布小于1.3;PNIPAM-b-PPAPEA在水相中自组装形成球形胶束,其粒径随PPAPEA链段分子量的增加而增大;胶束呈现出良好的光响应性;随着温度的升高,胶束粒径变小,显示出明显的温度响应性。     

聚丙烯酸-b-聚丙烯酸甲酯的制备及其在乳液聚合中的应用

采用三硫代碳酸S-1-十二烷基-S'-(a,a'-二甲基-a"-乙酸)酯(MTTCD)作为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,丙烯酸(AA)为第一单体,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合合成大分子链转移剂PAA-MTTCD,以丙烯酸甲酯(MA)为第二单体,合成5种不同嵌段比的两亲性嵌段共聚物聚丙烯酸-b-聚丙烯酸甲酯(PAA-b-PMA).采用FT IR和1H NMR确定了PAA-MTTCD和PAA-b-PMA的结构,用GPC测定了PAA-MTTCD和PAA-b-PMA的分子量及分子量分布.分析了聚合反应动力学,发现该聚合具有活性可控聚合的特征,聚合动力学呈一级线性关系.测定了PAA-b-PMA的乳化性能,并将其作为乳化剂用于丙烯酸丁酯(BA)的乳液聚合中,同时考察了不同嵌段长度共聚物对乳液聚合的影响.结果表明,具有21个AA单元和18个MA单元的两亲性嵌段共聚物具有较好的乳化性能,其作为乳化剂时乳液聚合效果相对最好.     

聚丙烯酸-b-聚丙烯酸甲酯的制备及其在丙烯酸丁酯乳液聚合中的应用

采用三硫代碳酸S-1-十二烷基-S'-(a,a'-二甲基-a″-乙酸)酯(MTTCD)作为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,丙烯酸(AA)为第一单体,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合合成大分子链转移剂PAA-MTTCD,以丙烯酸甲酯(MA)为第二单体,合成5种不同嵌段比的两亲性嵌段共聚物聚丙烯酸-b-聚丙烯酸甲酯(PAA-b-PMA)。采用FT IR和1H NMR确定了PAA-MTTCD和PAA-b-PMA的结构,用GPC测定了PAA-MTTCD和PAA-b-PMA的分子量及分子量分布。分析了聚合反应动力学,发现该聚合具有活性可控聚合的特征,聚合动力学呈一级线性关系。测定了PAA-b-PMA的乳化性能,并将其作为乳化剂用于丙烯酸丁酯(BA)的乳液聚合中,同时考察了不同嵌段长度共聚物对乳液聚合的影响。结果表明,具有21个AA单元和18个MA单元的两亲性嵌段共聚物具有较好的乳化性能,其作为乳化剂时乳液聚合效果相对最好。     

通过负离子与RAFT机理转换法合成嵌段序列可控的三嵌段共聚物

利用负离子和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合之间的机理转换,通过顺序加料制备了含有聚异戊二烯(PI)、聚苯乙烯(PS)和聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的ABC、ACB以及BAC序列的三嵌段共聚物.机理转换系通过将负离子聚合产物活性端基与二硫化碳和卤代烃反应,将其转化成双硫酯基团,并作为大分子RAFT试剂,调控第二或第三嵌段的合成.通过调节不同单体的聚合顺序,制备了用同种聚合方法难以制备的、嵌段序列可控的三嵌段共聚物.用体积排除色谱(SEC)和核磁共振谱(NMR)等对产物进行了表征.     

超强分凝含氟嵌段共聚物的RAFT合成及其自组装行为

单羟基聚乙二醇(mPEG)与端羧基链转移剂S-十二烷基-S-′(α,α′-二甲基-α″-乙酸)三硫代碳酸酯[DDMAT(1)]经酯化反应制得大分子链转移剂[mPEG-DDMAT(2)];以2为链转移剂,用AIBN引发1H,1H,2H,2H-全氟癸基丙烯酸酯(FA)的可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT),合成了嵌段间强烈不相容的亲水/亲氟双亲嵌段共聚物[mPEG-b-PFA(3a~3k)。3在溶液中的自组装行为研究结果表明,3 f在D2O中PFA聚集形成核,mPEG形成冠层;3 j在正丙醇中自组装得到伸直状的珍珠项链状聚集体。     

基于树形链转移剂的可逆加成断裂链转移聚合

可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合是最近十多年来发展起来的一种活性/可控技术,链转移剂(CTA)为该技术的核心.本文介绍了采用R路径合成法、Z路径合成法合成R核与Z核树形链转移剂以及它们调控不同单体的RAFT聚合,合成树形-线性二嵌段共聚物、树形-线性-树形三嵌段共聚物和树形-星形聚合物等树枝状聚合物的研究进展.     

RAFT链转移剂的选用原则及通用型RAFT链转移剂

可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT Polymerization)是目前最为常用的活性可控自由基聚合方法之一,因其产物分子量分布较窄、适用单体范围广、反应条件温和等优势得到了不同领域科学家的广泛应用。然而,科学家们在选择RAFT链转移剂(也称RAFT试剂)时,经常会忽略RAFT链转移剂与单体活性的匹配原则,导致在制备高活单体与低活单体的嵌段共聚物方面存在产物分子量分布宽、聚合速率慢,甚至反应无法成功进行的问题。基于此,本文首先综述聚合中RAFT链转移剂的选用原则,随后介绍近几年开发的一类同时适用于高/低活性单体聚合的通用型RAFT链转移剂(Universal/Switchable RAFT agent)的作用原理及适用条件,并着重探讨了基于通用型RAFT链转移剂制备高/低活性单体的嵌段共聚物的最新进展及应用。     

超临界CO2中苯乙烯RAFT分散聚合

以末端带有三硫代碳酸酯的聚二甲基硅氧烷(PDMS-TTC)为大分子链转移剂,在超临界CO2中通过苯乙烯的可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合制备了聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯(PDMS-b-PS)嵌段共聚物,对聚合反应动力学以及产物的组成、分子量和形貌等进行了表征.由于PDMS链段可溶于超临界CO2而PS链段不溶,因此在超临界CO2中制备PDMS-b-PS嵌段共聚物的过程是以嵌段共聚物自身作为分散稳定剂的RAFT分散聚合,产物为粒径较均一的球形颗粒.     

RAFT聚合法合成PDMAEMA-b-PAAAB嵌段共聚物的研究

以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体、二硫代苯甲酸异丙苯酯(CDB)为链转移剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,利用RAFT聚合法合成了聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)。以所得PDMAEMA为大分子链转移剂,丙烯酰胺基偶氮苯(AAAB)为单体,AIBN为引发剂,采用RAFT聚合法合成了PDMAEMA-b-PAAAB共聚物,并考察了AAAB的RAFT聚合反应动力学,利用FT-IR、1 H-NMR、GPC和TG对聚合物的结构和热性能进行了表征。结果表明,PDMAEMA的分子量随聚合反应时间的增加而增加,且分子量分布较窄;PDMAEMA-b-PAAAB嵌段共聚物的分子量随着AAAB单体转化率的升高而线性增加,且分子量分布较窄(PDI1.3),聚合反应动力学曲线呈良好的线性关系,且具有较好的热稳定性。     

β-环糊精黄原酸酯引发的RAFT聚合用于β-环糊精改性

碱性条件下β-环糊精(β-CyD)与二硫化碳反应生成黄原酸盐,随后与α-溴丁酸甲酯反应制得β-环糊精黄原酸酯,并以此为可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)的链转移剂,制备了3种不同接枝链长的共聚物β-环糊精-聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)(β-CyD-PDMA).用核磁共振对β-环糊精黄原酸酯及其接枝共聚物进行了结构表征,考察了β-CyD-PDMA水溶液的黏度、表面张力随接枝链长的变化.通过圆二色谱研究了分子结构的不对称性.使用高分辨透射电镜(HRTEM)、动态光散射(DLS)研究了β-CyD-PDMA在水溶液中的自组装行为.结果表明:β-环糊精上3个6位羟基参与了黄原酸化反应,生成的共聚物为不对称的皇冠状结构;β-CyD-PDMA分子量分布较窄,表现出很好的可控活性聚合特征;接枝共聚物可以进行类胶束聚集,而含有较长PDMA链的共聚物在低浓度下自组装形成直径为280 nm的胶束结构,在高浓度下形成6 nm的新聚集结构.