偶氮聚合物三角状聚集体的制备及光致形变行为研究

利用滴加沉淀剂法,通过偶氮聚合物BP-AZ-2CA在DMF-H2O体系中自组装得到了碗状的聚集体.利用透射电镜等对聚集体的组装过程及最终形貌等进行了表征.研究表明,通过调节初始聚合物浓度以及制备过程中的滴加水速率,可得到不同尺寸的碗状聚集体.将碗状聚集体置于单束偏振Ar+激光(488nm,110mW/cm2)照射下,所有的碗状聚集体都发生了沿着激光偏振方向的拉伸.碗状聚集体在激光拉伸后仍然维持中空的结构.     

木质素基偶氮聚合物胶体球的制备

利用造纸废液中的碱木素(AL)合成了木质素基偶氮聚合物(AL-azo-COOEt), 并研究其自组装胶体化过程. 木质素偶氮聚合物的成功合成通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和元素分析等表征方法得到证实. 激光光散射(LLS)监测了AL-azo-COOEt的胶体化过程, 自组装形成的胶体球利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和元素分析等进行表征. 结果表明,木质素偶氮聚合物通过疏水聚集作用可以形成规整的实心胶体球, 且为内部较疏水外部较亲水性质的结构. 木质素偶氮聚合物胶体球可以包载疏水性药物阿霉素(DOX), 且其缓释性能可以通过缓冲溶液的pH值来调控.     

自组装光致形变功能偶氮分子玻璃微球

通过逐滴滴加去离子水的方法, 探究了具有快速光响应的偶氮分子玻璃(IAC-4)在初始浓度范围为1.0~5.0 mg/mL条件下的自组装, 制备了形貌规整、 尺寸均一的胶体球, 并利用动态光散射技术(DLS)测定了IAC-4胶体球的流体力学半径. 通过测定一系列初始浓度的IAC-4溶液的临界水含量, 探究了IAC-4在自组装过程中析出、 聚集成核和核生长的规律. 研究发现, 临界水含量与IAC-4初始浓度的关系符合二元混合溶剂中固体溶质的溶解度变化规律. 通过调节去离子水的滴加量, 研究了自组装过程中, IAC-4聚集体流体力学半径呈现先增大后减小的趋势. IAC-4胶体球的水分散液, 通过室温干燥得到的固态IAC-4微球在线性偏振激光(488 nm, 100 mW/cm²)垂直辐照下表现出快速的光响应特性. 当辐照时间为1 min时, IAC-4微球快速地拉伸形变, 形成平均长径比为1.44的椭圆形粒子. 随着光辐照时间延长, 平均长径比持续增大. 当辐照时间为7 min时, IAC-4微球被拉伸为棒状粒子, 其平均长径比可高达3.32.     

结构与制备条件对两亲性偶氮聚合物胶体球尺寸和光响应性的影响

合成了3种具有不同官能团或官能化度的双亲性多分散偶氮聚合物.系统研究了它们在选择性溶剂中形成聚合物胶体球时,各种因素对胶体球尺寸和光响应性能的影响规律.结果表明,不仅官能团和官能化度对胶体球的尺寸与光响应性有明显影响,具体的制备条件(如初始浓度、沉淀剂加入速率等)对胶体球尺寸和光响应性能也有重要影响.聚合物胶体球的粒径随官能化度的增加而增大;随初始浓度的增加和沉淀剂加入速率的减小而增大.聚合物PEAPE胶体球的光致异构化速率快于PCNPE胶体球的光致异构化速率.聚合物胶体球的光致异构化速率随官能化度的增加而减小;随初始浓度的增加和沉淀剂加入速率的减小而减小.这些影响表现出了明显的规律性.从双亲性聚合物在选择性溶剂中自组装形成胶体球的热力学与动力学因素出发,讨论了上述现象产生的原因.     

一种新型偶氮聚电解质的光致取向行为研究

1992年Decher等报道了聚电解质的静电逐层自组装技术，即将带有相反电荷的两种聚电解质通过交替沉积的方式，在固体介质表面上形成均匀的厚度可控的多层膜。利用此方法可方便地对膜结构进行设计和调控，从原理上讲，可制备任意成分多层复合的新材料。该技术以其操作简易，结构可控等特点已成为近10年功能高分子纳米薄膜领域的研究热点。     

基于液晶聚合物的光致形变复合材料

可变形液晶聚合物是近年来的研究热点,它们在人造肌肉、软机器人和智能光学设备等智能软系统的开发中表现出巨大潜力。然而,传统热响应液晶聚合物的应用通常受到聚合物基体的低热导率以及对外部加热装置高度依赖性的限制。相比之下,光控方法具有许多优点,包括具有非接触式、远程原位以及精确操纵的能力,这有助于开发各种不受限制且可远程操作的智能软器件。最近,通过引入有机或无机光响应组分作为功能添加剂来开发光控可变形液晶聚合物有许多重要进展。其中,通过功能模块、液晶相和聚合物基质之间的相互作用,所引入组分的多种功能可以与液晶聚合物的定向变形行为相结合。本文将重点介绍掺入光敏有机染料或无机纳米组分的可光操作液晶聚合物复合体系的设计策略、制造方法和工作原理,并简要总结它们可能的应用和未来的发展。     

含偶氮苯生色团的聚合物纳米微球的制备与表征

用质子化的4-乙烯基吡啶-丙烯腈无规共聚物(P4VP+-r-AN)与偶氮苯染料酸性间胺黄(MY)在水溶液中通过静电力作用制备了一种新型的侧链偶氮复合物(P4VP-r-AN/MY). 采用FTIR, UV-Vis, DSC, TEM和HRTEM-EDS研究了溶剂对P4VP-r-AN/MY聚集形态的影响, 并初步探讨了P4VP-r-AN/MY聚集体的形成过程及转变机理. 结果表明, P4VP-r-AN/MY在水溶液中聚集形成尺寸为10~250 nm的球形聚集体; 在DMF中, 球形聚集体解聚, 形成较为均匀的薄膜结构; 而向P4VP-r-AN/MY的N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)中逐渐增加水的含量, P4VP-r-AN/MY又会重新聚集, 当含水量达到质量分数为62.5%时, P4VP-r-AN/MY聚集形成尺寸为30~200 nm的空心纳米球. 溶剂的组成(水和DMF的质量比)对P4VP-r-AN/MY聚集体形态起着至关重要的作用.     

光致形变液晶高分子

交联液晶高分子兼具液晶的各向异性和高分子网络的弹性,并且具有优异的分子协同作用.在交联液晶高分子中引入光响应基团,例如偶氮苯后,即可赋予其光致形变性能,利用分子协同作用可以将光化学反应引起的分子结构变化放大为宏观形变,从而将光能直接转化成机械能.通过合理的分子结构和取向设计可以使液晶高分子产生诸如伸缩、弯曲、扭曲、振动等多种形式的光致形变,并用于各类光控柔性执行器件的构筑,在人工肌肉、微型机器人、微量液体操控等领域呈现出独特的优势和广阔的应用前景.本文总结和评述了光致形变液晶高分子的研究,包括材料结构对光致形变性能的影响、新型可加工光致形变材料的研究、利用可见光和近红外光触发形变的策略,以及光致形变液晶高分子微执行器在微量液体操控中的应用,最后展望了该领域的发展方向.     

偶氮苯聚合物膜的光致高密度存储及其三维微结构的研究

设计、合成及表征了一种偶氮苯聚合物(PGMAA-20)。研究了该偶氮苯聚合物薄膜中的高密度光学存储和三维微结构,并成功地将20套光栅储存在样品中同一个点上,储存密度是已报道的两倍;用简单的2波混频光路在该材料中刻写出长方格子和六角星型的微结构,在制作多重不同周期不同角度的高密度光栅结构的实验过程中,观察到不同周期光栅的刻写顺序对整个微结构形成的最终结果具有决定性的影响。     

偶氮苯基两亲性聚合物的自组装行为研究进展

偶氮苯基两亲性聚合物结合了偶氮苯基团的光响应、酶响应、主客体识别特性和两亲性聚合物的自组装特性,能够在选择性溶剂中发生聚合物可控自组装行为,这使得其在药物控释、纳米技术和生物医学材料等领域受到了广泛的关注。本文从结构类型和合成方法出发,综述了新型偶氮苯基两亲性聚合物在溶液中的自组装研究进展,并对该领域的发展前景进行了展望。     

官能化度对环氧树脂类偶氮聚合物光致取向的影响

利用光诱导双折射和偏振红外光谱法研究了偶氮官能化度对环氧树脂类偶氮聚合物BP-AZ-CA的光致取向行为的影响,重点研究了偶氮官能化度对偶氮生色团和聚合物主链的光致取向速度及饱和取向程度的影响规律.结果表明,随着偶氮官能化度的增加,偶氮生色团和聚合物主链的光致取向速度均降低,但二者的饱和取向程度增加.体系中氢键相互作用的增强是导致BP-AZ-CA的光致取向行为随偶氮官能化度增加而变化的原因之一.     

含三氟甲基偶氮生色团环氧树脂类聚合物合成和光致表面自结构研究

利用后重氮偶合反应,将4-(三氟甲基)苯胺的重氮盐与两种具有高苯胺残基密度的环氧树脂类前体聚合物在极性有机溶剂中反应,制备了两种具有高生色团密度的环氧树脂类偶氮聚合物PEP-AZ-CF3和PEP-35AZ-CF3.利用1H-NMR、FTIR、UV-Vis和DSC等分析方法对2种偶氮聚合物结构、热性能及吸收光谱性能进行了分析及表征.研究了在不同波长的激光(488、532及589 nm)照射下,2种偶氮聚合物薄膜光致表面自结构的形成.研究结果表明,入射激光的波长对偶氮聚合物表面自结构现象的形成有明显影响.仅在波长488 nm的偏振激光(线偏振光或圆偏振光)照射下,2种偶氮聚合物薄膜表面能观察到自结构现象.圆偏光比线偏光更有利于诱导表面起伏结构的形成,但形成的表面结构不具备长程取向有序性.聚合物生色团中偶氮键邻位的取代甲基对表面自结构的形成起到阻碍作用.     

侧链偶氮聚电解质在胶体微球表面的静电层层自组装和微胶囊制作

将侧链偶氮聚电解质应用于聚苯乙烯胶体微球表面的静电层层自组装,得到了偶氮聚电解质和聚二烯丙基二甲基氯化铵多层膜覆盖的核壳微球.实验表明,组装后偶氮苯基团发生了一定程度的解聚集,得到的胶体微球可表现出明显的光色效应.研究进一步采用含肉桂酸酯的光敏聚电解质作为交联的保护壳层,并通过光交联反应使表面层发生交联固化反应.将上述具有核壳结构的胶体球溶解去除聚苯乙烯内核后,得到了含光响应聚电解质的空心微胶囊.     

聚苯乙烯基偶氮聚合物的合成研究

改进了聚苯乙烯的硝化、还原、重氮化和偶合反应路线 (NRDC) ,使每步反应都得到很高的产率 ,并利用大分子重氮盐 (MDS)分别与苯胺、N 烃基苯胺和酚等三类化合物偶合 ,得到相应的聚苯乙烯基偶氮聚合物 .核磁共振分析结果证明了产物的高偶联率 .通过对大分子重氮盐热稳定性的研究 ,发现偶合反应之后需要一步加热反应以消除残余重氮基团 .还研究了这些聚合物的紫外 可见吸收光谱性质 ,氨 (胺 )基偶氮产物的水溶液表现出了明显的pH敏感性     

偶氮聚电解质的聚集和纳米聚集体

研究了两种具有不同化学结构的阴离子型偶氮聚电解质在四氢呋喃 /水混合溶剂中的聚集行为 .利用紫外 可见光谱和透射电镜等研究了偶氮聚电解质的聚集过程以及相应聚集体的形貌以及介质pH对聚集的影响 .结果表明 ,在四氢呋喃 /水混合溶剂中 ,随着水含量的增加 ,偶氮生色团逐渐聚集 ,其紫外光谱上最大吸收峰位置逐渐蓝移 ,而强度逐渐下降 .在较高浓度条件下 ,形成的聚集体可以用透射电镜直接观察到 ,呈现直径为 80nm左右的球形超分子结构 .与相应的偶氮两亲性小分子相比 ,这两种偶氮聚电解质形成的聚集体具有更高的稳定性 .由于羧酸基团和偶氮生色团相互连接的方式不同 ,溶液pH对这两种聚集体具有完全相反的影响 .偶氮生色团的聚集会严重影响偶氮生色团反式至顺式的异构化效率 .     

偶氮聚电解质的H-聚集和光响应行为

用偶氮聚电解质上的偶氮苯基团作为“探针” ,研究了侧链偶氮聚电解质聚 {丙烯酸 2 [4 (4′ 乙氧基苯基偶氮 )苯氧基 ]乙酯 co 丙烯酸 }(PEAPE)在水中的H 聚集及其对光响应性的影响 .研究发现 ,与在DMF溶液的紫外吸收光谱相比 ,偶氮聚电解质在水中的紫外吸收λmax 发生明显蓝移 ,表明在水溶液中偶氮生色团形成了H 聚集体 .溶解在DMF H2 O混合溶剂中的上述偶氮聚电解质也存在部分H 聚集 ,H 聚集程度与水和DMF的比例有关 .H 聚集体的形成使光异构化速率明显减慢 ,异构化效率显著降低 .同时 ,其光异构化动力学不符合一级指数衰减规律 ,说明该过程同时包含‘孤立的’偶氮生色团的光异构化反应和H 聚集体的光致解聚集     

含强推拉电子型偶氮苯的嵌段共聚物合成与自组装研究

利用原子转移自由基聚合(ATRP)和前体聚合物重氮偶合反应相结合的方法,制备了一种新型含强推拉电子型偶氮苯的嵌段共聚物PEG-b-P6CNAzo.首先使用大分子引发剂PEGBr引发单体甲基丙烯酸6(N-甲基苯胺基)己酯进行ATRP聚合,得到作为前体聚合物的两嵌段共聚物PEG-b-P6MA,然后再与4-氰基苯胺的重氮盐进行重氮偶合反应得到目标产物PEG-b-P6CNAzo.利用GPC1、H-NMR、UV-Vis等手段对制得的聚合物进行了详细的表征.1H-NMR分析结果表明PEG-b-P6MA的聚合度为122-b-13,重氮偶合反应转化率接近100%.GPC结果表明PEG-b-P6MA与PEG-b-P6CNAzo均具有较窄的分子量分布.向浓度为0.2 g/L的PEG-b-P6CNAzo四氢呋喃溶液中以0.5 mL/h速率加水,该嵌段共聚物可以形成直径约11 nm的棒状胶束.     

A2和B3单体重氮偶合反应制备超支化偶氮聚合物

利用A2/B3单体通过重氮偶合反应制备了超支化偶氮聚合物.利用核磁共振、红外光谱、紫外光谱和DSC热分析手段表征了聚合物的结构、光谱性能和玻璃化转变温度.合成的超支化偶氮聚合物具有很好的光响应性能,用488nm Ar+激光对超支化偶氮聚合物薄膜进行光加工,得到了规则的表面起伏光栅.     

A SURFACTANT-ASSISTED APPROACH FOR PREPARING COLLOIDAL AZO POLYMER SPHERES WITH NARROW SIZE DISTRIBUTION

A surfactant-assisted method for preparing colloidal spheres with narrow size distribution from a polydispersed azo polymer has been developed in this work. The colloidal spheres were formed through gradual hydrophobic aggregation of the polymeric chains in THF-H2O dispersion media, which was induced by a steady increase in the water content. Results showed that the addition of a small amount of surfactant （SDBS） could significantly narrow the size distribution of the colloidal spheres. The size distribution of the colloidal spheres was determined by the concentrations of azo polymer and the amount of surfactant in the systems. When the concentrations of polymer and surfactant amount were in a proper range, colloidal spheres with narrow size distribution could be obtained. The colloidal spheres formed by this method could be elongated along the polarization direction of the laser beams to be a new type of the colloid-based functional materials. upon Ar^＋ laser irradiation. The colloidal spheres are considered