刺激响应型聚合物刷的研究进展

本文综述了刺激响应型聚合物刷的研究进展,阐述了刺激响应型聚合物刷的分类、与基体表面的连接方式以及常规制备方法,介绍了离子强度、温度、pH值、光、溶剂等刺激响应型聚合物刷及其研究现状,并对相应的刺激响应机理进行了探讨。此外,本文还综述了多重刺激响应型聚合物刷的制备设计思路及其刺激响应特性,概述了聚合物刷在响应外界刺激后对基体的弯曲作用以及利用该作用进行可控三维自组装,并对刺激响应型聚合物刷的应用前景进行了展望。     

苯硼酸聚合物刷微图案的制备及响应性能

以3-甲基丙烯酰胺基苯硼酸(MAPBA)为聚合反应单体,通过数字微镜器件(DMD)调控光辐照引发表面原子转移自由基聚合(ATRP)反应制备苯硼酸(PMAPBA)聚合物刷微图案.采用光学显微镜、X射线光电子能谱测试(XPS)和飞行时间二次离子质谱测试(TOF-SIMS)对所制备微图案的几何形状、化学组成及分布进行表征,结果表明PMAPBA聚合物刷微图案在硅基体表面的成功制备.研究了PMAPBA聚合物刷微图案的pH和葡萄糖响应性并采用激光共聚焦显微镜对其结果进行表征分析,结果表明随着溶液pH值的升高,苯硼酸发生电离产生带负电的亲水离子会阻碍免疫球蛋白(IgG)而促进葡聚糖(dextran)在其表面的吸附;此外,当溶液中加入葡萄糖后,电离产生的亲水离子不断与葡萄糖结合而导致IgG分子的脱落.这种具有pH和葡萄糖双重响应性的PMAPBA聚合物刷图案化表面能够为动态生物活性表面和药物可控释放系统的制备提供新的途径.     

聚合物表面的环境响应性

文中讨论了聚合物环境响应的多样性，此响应性可借表面改性和形成多组分聚合物以结构参数而有效地控制。响应性与生物医学材料的血液相容性及既适合极性又可用于非极性基材的粘合剂的智能特性相关。     

刺激响应性聚合物微球的制备、性能及应用

作为典型的软物质材料,聚合物微球因其独特的微尺度、扩散性、渗透性及可修饰性而广泛应用于催化、药物传输、生物传感、微反应器、化学分离以及涂层材料等领域。为满足苛刻应用环境对微球的性能要求,相继出现了各类环境响应性聚合物微球。针对近年来刺激响应性微球的研究进展,本文综述了聚合物响应性微球的制备策略及形貌,以及对温度、pH、磁场、离子强度、光和CO₂敏感的响应性聚合物微球体系;并讨论了不同类型刺激响应微球的响应机理及应用,分析了其存在的不足,展望了其应用前景和发展方向。     

环境敏感性聚合物膜的制备及应用进展

介绍了环境敏感性聚合物膜的分类和特性 ,综述了环境敏感性聚合物膜制备方法的最新进展 ,并阐述了环境敏感性聚合物膜的应用现状以及发展方向。     

ARGET ATRP 与ROP 结合制备pH 响应两亲性聚合物分子刷及其自组装研究

结合电子转移活化剂再生-原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)和开环聚合(ROP)法合成了一种具有无规疏水/ pH 响应结构的两亲性聚合物分子刷聚(甲基丙烯酸聚丙交酯酯-co-甲基丙烯酸)-b-聚甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯 [P(PLAMA-co-MAA)-b-PPEGMA]. 通过核磁共振氢谱(¹H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物的结构、分子量及分子量分布. 优化了反应条件并合成出分子量可控、分子量分布窄的聚合产物. 采用动态光散射法(DLS)、扫描电子显微镜(SEM)研究了聚合物分子刷在水溶液中自组装胶束的粒径、形貌及pH 响应行为. P(PLAMA-co-MAA)-b-PPEGMA 自组装形成粒径分布均匀的球形胶束. 且随着溶液pH 值从7 降低至3, 胶束中的PMAA 逐渐去离子化, 溶胀的胶束逐渐收缩, 粒径由200～300 nm 减小至150 nm 左右; 但当pH 值减小到2 以下, 胶束表面电荷量非常小, 胶束聚集, 使得粒径增大.     

聚合物在纳米微粒制备中的应用

概述了近年来聚合物在纳米微粒制备中的应用，分析了应用极性高分子作为纳米微粒分散介质的可行性，讨论了用络合转换方法制备纳米微粒的普适性。     

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...     

共轭聚合物水凝胶的制备与应用进展

共轭聚合物水凝胶是利用共轭聚合物制备的水凝胶材料,兼备水凝胶的力学性质、溶胀性质和共轭聚合物优异的电化学特性.共轭聚合物水凝胶的制备方法多样,主要有原位聚合、直接填充、物理交联和化学交联等.同时,在面对环境和能源领域的应用挑战时,共轭聚合物水凝胶具备良好的发展潜能,可广泛应用于药物释放、能量转换、能量储存、传感器、组织损伤修复和污水处理等诸多领域.本文系统归纳了共轭聚合物水凝胶的制备方法和应用,对其研究目前存在的主要问题以及未来发展方向进行了分析.     

共轭微孔聚合物及其复合材料的制备及应用

共轭微孔聚合物是一类具有扩展共轭体系的骨架材料,具有比表面积大、稳定性高、微孔大小和体积可精确调控等特点。由于其独特的结构特点,共轭微孔聚合物在各方面展现出巨大的应用潜力,本文综述了共轭微孔聚合物及复合材料的制备方法,以及共轭微孔聚合物在气体吸附和储存、污染物的富集、非均相催化、光发射、化学传感器、光捕集、电能存储等方面的应用。     

基于不同刺激源的刺激响应聚合物体系的构建

刺激响应聚合物是一类具有"智能"行为的大分子体系. 它可以接收外部环境的刺激信号, 如pH值、 光、 温度、 电压、 氧化还原剂和气体等, 使自身大分子结构或状态发生较大改变, 从而影响其物理化学性质, 进而体现出相应的功能. 大量的研究结果表明, 刺激响应聚合物在纳米材料科学、 生命科学及临床医学领域中有着广泛的应用前景. 本文主要介绍了我们课题组在基于不同刺激源的刺激响应性大分子体系研究方面的一些进展.     

超支化聚氨酯的合成及应用

超支化聚合物因其独特的结构和性能逐渐成为聚合物领域的研究热点之一,各种合成超支化聚合物的方法相继被报道。但对于超支化聚氨酯(HBPU)这一类聚合物,由于其官能团的特殊性,很难用传统的方法制得。本文总结了近十几年来制备HBPU的两类主要方法:一种为单单体法(SMM),包括光气法、叠氮化合物法、AA′ B′B2法、高选择性化学反应等;另一种为双单体法(DMM),包括扩链法,低聚物A2 B3法。另外简要介绍了HBPU在固体电解质、相变材料、油墨以及纳米粒子制备等领域的应用。     

结构可切换型聚合物刷的构建及表面性能

合成了结构可切换型甲基丙烯酸酯季铵盐(CBMA-1C2). 在聚丙烯(PP)片基表面光接枝构建CBMA-1C2聚合物刷, 其在碱性水溶液中可水解形成两性离子聚合物刷PCBMA. 用蛋白质吸附及血小板黏附实验评价改性表面亲/疏水性及表面电荷对生物分子与材料表面之间相互作用的影响. 结果发现, 与未改性PP片基相比, 聚合物PCBMA-1C2改性表面水解前后均具有优异的亲水性能, 由于聚合物PCBMA-1C2水解前后表面电荷不同, 对生物分子与改性PP表面的相互作用表现出明显差异. 亲水性好、 两性离子结构的聚合物PCBMA表面表现出对蛋白吸附和血小板黏附的良好抑制作用.     

桥联聚倍半硅氧烷的近期研究进展--单体合成及应用

桥联聚倍半硅氧烷作为一种新型的有机-无机杂化材料在近十年的研究中引起了人们的极大关注,这种材料的单体可以通过不同的合成方法获得,为材料的设计和剪裁提供了极大的便利。本文综述了桥联聚倍半硅氧烷单体的合成方法,对其在光学、催化、吸附等方面的应用作了评述,同时将发光稀土配合物引入桥联聚倍半硅氧烷的研究作了介绍,最后对桥联聚倍半硅氧烷将来的发展趋势作了展望。     

表面引发聚合新进展及应用

综述了近年来聚合物刷合成与应用方面的新进展.简要介绍了利用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备聚合物刷的历程和重要进展.重点论述了通过电化学、光诱导以及牺牲阳极技术、仿生合成等发展了多种表面引发ATRP新方法,基于如何将聚合物从分子尺度过渡到微米尺度的思考,实现了多尺度聚合物刷结构的制备.简要综述了聚合物刷在以下3个方面的应用研究:(1)智能驱动,利用聚合物刷构象变化,实现微悬臂驱动、辅助放大的电驱动以及仿毛毛虫运动.(2)生物润滑,利用聚合物的环境响应行为实现了对摩擦系数的调控,并发展了球刷型润滑材料.(3)表面防污,表面接枝含离子液体官能团的聚合物刷,并与仿生技术相结合,利用化学组成和结构化协同效应,得到一系列高性能低毒海洋防污界面材料.     

电致变形聚合物材料及其应用

电致变形聚合物材料(EISCP)是一类对电刺激有变形响应的材料,即在某一电场或电流的间歇或持续刺激下,该材料的形状会做出特定的变形响应,当电场或电流消失后,形状又会趋于恢复。EISCP在智能器件、人工肌肉、仿生机器人以及药物载体等领域有广泛的应用前景。本文提出将EISCP的变形机理分为电场响应型与电流响应型两大类,并进一步将两种机理细致划分。另外,从材料出发,综述了基于介电弹性体、铁电聚合物、电致液晶弹性体、电致伸缩接枝弹性体、碳纳米管复合材料、离子聚合物-金属复合材料、电致变形水凝胶、电致形状记忆聚合物及导电聚合物九种EISCP的研究进展及应用。最后,基于目前EISCP存在的一些问题(如响应速度慢、变形量小以及变形响应高度依赖"开-关"刺激等),对其发展做出了展望。     

水基聚合物在混凝土中的应用

随着人们对材料结构与性能关系的深入认识，越来越多的水基聚合物被广泛用于混凝土行业中。本文主要介绍了水基聚合物在混凝土外加剂，主要是混凝土减水剂、引气剂、增粘剂、减缩剂中的应用情况，以及在聚合物混凝土中的应用现状，以期引导更多的化学和材料工作者投入到混凝土材料的研究中来，促进砼技术的快速发展。     

两亲性杂侧链聚合物刷的合成及其乳化功能

报道了一种随机高密度接枝亲水、疏水聚合物侧链的刷形两亲性聚合物.首先,结合可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合和后修饰方法,得到含叠氮侧基的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA-N3)作为主链;再分别合成端炔基聚苯乙烯(PS)和端炔基聚环氧乙烷(PEO),然后通过铜催化的叠氮-炔环加成反应,将疏水性PS和亲水性PEO同时高效的接到PGMA主链上,制得两亲性杂侧链的聚合物刷.由凝胶渗透色谱(SEC)分析得知,在主链叠氮基团与两侧链总炔基的摩尔投料比为1∶1的条件下,PS和PEO的接枝效率很高,都大于90%.通过调节主链长度和2种侧链的投料比,获得不同组成的聚合物刷.通过等质量的甲苯/水混合体系,考察两亲性聚合物刷的乳化能力,发现主链聚合度为100,PS∶PEO比例为70∶30的聚合物刷表现出最佳的乳化性能.     

高分子材料的微波辅助合成研究进展

微波加热以其省时、高效、清洁环保的显著优势而使微波辅助合成成为一种广受欢迎的合成技术。高分子材料的传统合成反应时间长、耗能大。将微波辐射应用于高分子材料的合成可缩短反应时间、降低反应能耗,已成为有机合成领域的研究热点。本文简要综述了微波辅助合成技术在工程材料高分子聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸苄基酯以及在医用功能高分子、吸附功能高分子、导电功能高分子和光学功能高分子合成中的研究进展,并展望了微波辅助合成在高分子材料合成中的发展前景。     

聚2-对丙烯酰氧苯基-5,10,15,20-四苯基卟啉镍的合成

2－对羟基苯基－5，10，15，20－四苯基卟啉镍（Ⅰ)和2－邻羟基苯基－5，10，15，20－四苯基卟啉镍（Ⅰ′）分别与丙烯酰氯反应，生成了2－对丙烯酰氧苯基－5，10，15，20－四苯基卟啉镍（Ⅱ）和2－邻丙烯酰氧苯基－5，10，15，20－四苯基卟啉镍（Ⅱ′），在引发剂作用下，前者聚合生成了聚2－对丙烯酰氧苯基－5，10，15，20－四苯基卟啉镍（Ⅲ）。通过元素分析、红外光谱、紫外－可见光谱、核磁共振谱和质谱对单体和聚合物的结构进行了表征。