结构精确石墨烯纳米带的水相超分子自组装及其光热转换应用

近年来,结构规则的石墨烯纳米带(GNRs)因具有可控的光、电、磁等物理性能而吸引了人们的广泛关注,但是,GNRs之间很强的π-π相互作用使其在溶剂中难以分散,严重阻碍了人们对其液相物化性能,以及对其超分子组装和潜在应用的研究。上海交通大学麦亦勇研究团队采用溶液合成法,合成了具有精确结构的GNRs,并在其边缘接枝亲水聚氧化乙烯(PEO)柔性链,获得一种新型的"rod-coil"大分子刷GNR-PEO。GNR-PEO在常用有机溶剂以及水中具有良好的分散性;在水中分散质量浓度可高达0.5mg/mL(GNR骨架质量浓度)。更有趣的是,GNR-PEO在水相中自组装成超长的一维条带或具有可控直径和螺距的弹簧状螺旋超分子结构。该超分子组装体在水中呈现近红外吸收,并能高效地将近红外光转换成热量。他们的研究不仅实现了GNRs的液相分散,极大拓宽了GNRs的研究范围,也证明了GNRs在光热转换领域的潜在应用,为GNRs在光热肿瘤治疗等领域的应用开发开辟了途径。     

温度调控的动态湿度响应褶皱图案

本工作利用光响应温敏聚合物构筑了温控湿度响应褶皱图案,并探索其响应机制与应用.将1-乙烯基-3-蒽甲基氯化咪唑鎓(IMAN)、 N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)三元共聚物P(IMAN-co-NIPAM-co-OEGMA)作为表层,与聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底形成双层褶皱体系.蒽基团的光二聚交联能够使体系区域选择性起皱,含NIPAM结构的聚合物链则赋予其温度控制的湿度响应性.在室温、加湿条件下,该褶皱图案消失,其响应机制是聚合物吸湿过程中的模量降低和应力松弛;而在较高温度下,褶皱图案无法由湿度擦除,这是由于顶层聚合物链疏水性增强所导致的.这种同时具有光敏性与温度控制的湿度响应性褶皱图案,在湿度传感、智能显示、智能窗户等领域具有潜在的应用前景.     

基于聚醚胺(PEA)动态交联网络的多重响应性表面褶皱图案

刺激响应性表面图案赋予了材料动态可调的表面性能,是智能材料领域研究的热点,然而如何通过简单有效的方法构建这类动态表面图案也是该领域的难点.本文将动态硼酸酯键和光可逆二聚基团引入到聚醚胺(PEA)交联网络中,通过双层褶皱体系构建一系列具有光和湿度刺激响应性表面褶皱图案.在365 nm紫外光照和加热的条件下,蒽基团(AN)的光二聚与硼酸键的形成使得上表层聚醚胺模量变大,产生微米级表面褶皱图案;在254 nm紫外光照射或水蒸气作用下,聚醚胺网络解交联,表面褶皱图案消失;利用光化学时空分辨的特性,通过光掩膜板光照还可以制备多层次动态表面褶皱图案.这种多重刺激响应性表面褶皱图案为构建智能聚合物表面提供了新思路,在传感和防伪等领域具有潜在的应用前景.     

功能性全氟膦酸酯乙烯基醚的合成

报道了功能性全氟膦酸酯乙烯基醚的合成方法。全氟乙烯基醚磺酰氟经硼氢化钠还原和浓硫酸酸化转化为全氟乙烯基醚亚磺酸,脱亚磺酸和碘化后得到全氟乙烯基醚碘代烷,收率约58%。基于金属试剂-卤化物的交换反应,以全氟乙烯基醚碘代烷和卤（氯/溴）代膦酸酯为反应物,在正丁基锂或格式试剂存在下进行低温反应;或基于Michaelis-Becker反应,在二（三甲基硅基）氨基钠或锂等化学计量下与亚磷酸二乙酯进行反应,均可以成功获得目标单体全氟膦酸酯乙烯基醚,2种路线的分离收率分别为34%和25%。该方法避免使用毒性大的氯气或液溴保护不饱和双键,极大简化了合成步骤,为功能性全氟乙烯基醚类单体和全氟膦酸酯乙烯醚的合成提供了新途径。     

聚酰亚胺/聚醚刚柔嵌段共聚物的制备及其性能

以端氨基聚醚(D2000)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、3,4,3′,4′-二苯醚四甲酸二酐(OPDA)为原料,合成了一系列不同硬段含量的聚酰亚胺/聚醚刚柔嵌段共聚物.通过红外光谱(FT-IR)、氢核磁共振谱(<'1H-NMR)和热失重(TGA)证实了这些共聚物的化学组成.结果显示:随着嵌段共聚物中硬段含量增加,嵌段共聚物的起始分解温度增加.原子力显微镜(AFM)扫描图像显示:该嵌段共聚物在云母片表面发生相分离,在不同浓度下组装成不同的线团状、坑状和颗粒状图形.     

新型的含葡萄糖胺的水溶性高分子型硫杂蒽酮光引发剂

将硫杂蒽酮光引发剂(TX)和共引发剂葡萄糖胺(GA)引入同一个高分子链上,合成新型水溶性高分子型硫杂蒽酮光引发剂(PTX-GA).通过改变PTX-GA中TX与GA的比例,合成了PTX-GA1、PTX-GA2、PTX-GA3,并通过光膨胀计实验研究了3种引发剂引发丙烯酰胺聚合的能力.研究表明这种水溶性高分子型硫杂蒽酮光引发剂即使在没有共引发剂胺的情况下,引发丙烯酰胺(AAM)的聚合效率也非常显著.同时由于它具有水溶性,而且含有生物分子,有利于改善光引发剂的生物相容性.     

新型光引发剂体系及其应用

紫外光固化技术具有环保、节能、可控等优点而广泛地应用于涂料、油墨、微电子和生物材料的领域,在紫外光固化技术光引发剂体系中起着十分关键的作用,新型高性能光引发剂的研制与开发广受科研工作者的重视,同时光引发剂因其独特的优点而不断的应用到一些新兴的科学领域中。本文介绍了作者课题组近5年来在新型高分子光引发剂方面的研究工作,这些工作主要围绕新型高分子硫杂蒽酮光引发剂、高分子二苯甲酮光引发剂和两亲性高分子光引发剂等三个方面展开,同时还介绍了这些新型的高分子光引发剂体系在微纳米粒子和聚合物刷等方面的应用。