非对称半结晶两嵌段共聚物的微相分离与结晶行为的模拟退火研究

利用模拟退火方法研究非对称半结晶两嵌段共聚物熔体分别在弱分离和强分离条件下的结晶过程.考察微相分离作用和结晶作用的相对强度对柱状组成的两嵌段共聚物平衡形态的影响.研究结果表明,当嵌段间的相互排斥作用较弱时,结晶便破坏了柱状畴;当此相互作用足够强时,结晶过程可以有效地被限制在熔体微相分离所形成的柱状畴内.另外,介于上述两种情形之间还存在一个模板区域,此时熔体形成的柱状畴大部分被保留下来,但在局部会变形或连通.这些结果和文献报道的实验结果一致.当嵌段间的相互排斥作用非常强时,结晶被抑制,微相分离主导最终形态,观察到了非晶态结构.     

聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物的NMR表征及研究

用高分辨NMR对聚甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物以及聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物结构进行表征,对NH形成的各种氢键进行详细的研究,同时观察了氢键在力学性能中的作用,结果发现氢键强烈地影响着力学性能。用固体¹H宽线研究这类材料的相分离状况,并总结影响相分离的因素。保持硬段含量不变,增加软段分子量使相分离程度增加;保持软段分子量不变,增加硬段含量使相分离程度降低。软、硬段之间的相互作用(如氢键)使相分离程度降低。     

聚氰丙基甲基硅氧烷—聚脲嵌段共聚物的NMR表征及研究

用高分辨NMR对聚甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物以及聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物结构进行表征,对NH形成的各种氢键进行详细的研究,同时观察了氢键在力学性能中的作用,结果发现氢键强烈地影响着力学性能。用固体~1H宽线研究这类材料的相分离状况,并总结影响相分离的因素。保持硬段含量不变,增加软段分子量使相分离程度增加;保持软段分子量不变,增加硬段含量使相分离程度降低。软、硬段之间的相互作用(如氢键)使相分离程度降低。     

用1H NMR研究正丁醇对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物胶团形成的影响

采用¹H NMR波谱技术研究了正丁醇对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物温度依赖的胶团化过程影响. 实验结果表明,正丁醇的加入急剧地降低嵌段共聚物的临界胶团温度（CMT）. 化学位移变化表明正丁醇烷基端与嵌段共聚物PPO链段之间的疏水相互作用是导致嵌段共聚物CMT降低的主要原因. 选择性激发ROE实验进一步证实,在形成的嵌段共聚物-正丁醇混合胶团中,正丁醇的烷基链段进入胶团内核而正丁醇的羟基端则处于胶团外壳一侧.     

无规丁苯共聚物的核磁共振波谱——二单元序列结构的定量计算

在前文谱带指认的基础上,用¹³C-NMR谱的脂肪碳部分计算了无规丁苯共聚物中十六种二单元的组成.由它们推出的四种结构单元的组成与从氢谱得到的结果相符.在本聚合体系下,二单元的序列长度和四种结构单元的平均持续比表明,苯乙烯单元(S)易形成短嵌段聚合物,1,2-丁二烯单元(v)显示出易与其它三种单体单元结合的趋势,反式1,4-丁二烯单元(t)和顺式1,4-丁二烯单元(c)除形成本身的嵌段聚合物以外,也易形成交替式结构.结果表明,¹³C-NMR是研究丁苯共聚物微观结构的有力工具.     

牛血清白蛋白对Pluronic聚合物胶团形成的影响研究

用吡啶作为荧光探针研究了嵌段共聚物PluronicF108胶团形成以及牛血清白蛋白(BSA)对嵌段共聚物胶团形成的影响。研究表明,BSA阻碍嵌段共聚物的胶团形成,BSA与嵌段共聚物疏水链段的疏水相互作用是其阻碍嵌段共聚物胶团形成的主要原因。     

13C及29Si核磁共振研究苯乙烯-二甲基硅氧烷嵌段共聚物的弛豫及分子运动

用¹³C及²⁹Si核磁共振研究了苯乙烯(S)及二甲基硅氧烷(Si)嵌段共聚物中硅氧烷软段的固体及溶液谱的自旋-晶格弛豫时间T₁。固态嵌段共聚物主链²⁹Si及侧甲基¹³C的T₁都与均聚物的T₁相近,但在CdCl₃溶液中各种嵌段共聚物的T₁与均聚硅氧烷相差颇大。用偶极-偶极相互作用来解释高聚物的自旋-晶格弛豫。苯乙烯-二甲基硅氧烷嵌段共聚物具两相结构,所以嵌段共聚物中软段及硬段微区中链段的运动与在均聚物分子中链段的运动模式基本相同。而CdCl₃对聚苯乙烯或聚硅氧烷都是良溶剂,软段硬段之间有相互影响。所以其链段运动与均聚物不同,从而导致链段运动的相关时间τ_c变短和T₁的增长。     

A2B嵌段共聚物熔体的相分离

采用自洽场的方法对A2B共聚物熔体作了类似星形共聚物的处理，研究了该共聚物的相分离并给出了相图．与两嵌段共聚物的相图相比较而言，在A2B的相图中，只发现了三个经典的有序相：球状相、六角蜂窝形柱状相以及层状相．从两嵌段线形共聚物到Y形共聚物这一链结构上的变化使相图也发生了相应的改变：各相的相边界发生了很大的偏移并且层状相出现的区域被大大的拓宽了．因此，可以通过改变链的结构来控制高分子自组装的微相结构，从而代替传统的改变高分子链中各组分的比例．     

三嵌段共聚物的电子结构及态密度特征

采用紧束缚近似计算方法,针对小带隙的聚乙炔(polyacetylene,(PA))和大带隙的聚对苯撑(poly(p-phenylene),(PPP)组成的三嵌段共聚物(triblock copolymer)-(PA)x-(PPP)n-(PA)y-和-(PPP)x-(PA)n-(PPP)y-性质进行了研究,发现它们具有典型的量子阱特征.对均聚物PPP和PA以及三嵌段共聚物的态密度(density of states, (DOS))进行了计算分析,发现共聚物的态密度与均聚物的态密度有着显著的区别,共聚物的带隙的大小介于大带隙的PPP和小带隙的PA之间,在共聚物中与PPP的导带和价带的子带隙以及共聚物的导带底和价带顶中,所存在的能态密度只能由PA来提供,而在共聚物的价带底和导带顶的能态密度则取决于PPP的态密度.     

PEO-PPO-PEO嵌段共聚物的NMR研究进展

PEO-PPO-PEO嵌段共聚物是重要的非离子型高分子表面活性剂,在药物载体和基因治疗等领域有着广阔的应用前景. 核磁共振(NMR)作为重要的研究手段,在研究PEO-PPO-PEO嵌段共聚物胶团及液晶结构形成,揭示嵌段共聚物与各种添加剂或药物分子的相互作用机理,有着独特的优势. 本文重点介绍了¹H、¹³C和²H NMR波谱以及NMR弛豫时间和自扩散NMR等技术在研究PEO-PPO-PEO嵌段共聚物体系中的应用. 简要介绍了NMR技术在PEO-PPO-PEO 嵌段共聚物聚集、调控以及作为药物载体等方面的研究现状.     

基于自洽场理论两亲高分子自组装的研究

运用扩展的自洽场和密度泛函理论(SCF/DFT),研究ABC蝌蚪形两亲高分子在稀溶剂中的自组装形态,其中蝌蚪形两亲高分子由线形嵌段共聚物链AB嫁接到球形纳米颗粒C上构成.与以往研究的线形ABC两亲高分子相比,蝌蚪形两亲高分子的自组装形态有着很大的不同.在粒子亲溶剂,嵌段共聚物疏溶剂时,各组分间弱分凝条件下,蝌蚪形两亲高分子自组装成胶球状形貌;在强分凝条件下,随着嵌段共聚物疏溶剂性的增强,两亲高分子的自组织态由胶球状转变成四角、三角状形貌,其中嵌段B主要分布在各角上.通过改变各组分间的相互作用,在嵌段A亲溶剂,嵌段B和粒子疏溶剂时,粒子呈平行棒状或小方块状分布在胶球中.     

受限壁的选择性对软受限下星形三嵌段共聚物形貌的影响

基于嵌段共聚物在软受限条件下能够自组装形成很多有序结构,在催化、电子器件、光学传感等领域有广泛的应用价值,目前只对线性三嵌段共聚物在软受限下的自组装形貌做了分析,对星形三嵌段共聚物在软受限下的自组装行为还未有一个统一的定论.在这项研究中,应用模拟退火来研究ABC星形三嵌段共聚物在软受限下的自组装行为,嵌段与溶剂没有选择性下(中性壁),通过调整三个嵌段(f_A、f_B和f_C)的体积分数来构建相图,我们的模拟预测了各种独特的自组装纳米结构,包括薄片+球形、圆柱状,穿孔层,薄片+圆柱体,核壳补丁.然后通过改变嵌段与溶剂的选择性预测了链长度比为1:x:1的共聚物粒子形貌.通过计算接触数、均方根末端距与平均链长的比值以及平均键长随x的变化,验证了形貌转变机制.     

非对称线棒线ABA三嵌段共聚物自组装的自洽场研究

利用自洽场方法在三维空间模拟计算非对称型线/棒/线ABA三嵌段共聚物的自组装.在线棒嵌段体积比例相等的条件下,改变两端的线嵌段体积比例,观察到层状、螺旋状、条状和柱状结构.相分离相互作用参数随着一侧线嵌段体积比例增加而逐渐增大,并且当一侧线体积分数为0.05时,相行为最为丰富.随着相互作用参数增大,层状、螺旋和层状结构依次出现,这与相应的线/棒二嵌段共聚物是不同的;层状、螺旋、条状和柱状结构的出现与相应的对称线/棒/线三嵌段共聚物的自组装行为也不同.     

甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯辐射共聚物的NMR研究

用¹H NMR,¹³C NMR,DEPT,gHMBC 和gHSQC 等一维、二维谱研究了γ 射线辐射引发聚合的甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酸乙酯(EA)共聚物的微观化学结构并作了归属．结果表明二种单体的聚合转化率都较高,共聚物中MMA含量略多一些．由羰基碳的共振信号测得的共聚物中单体链节的三元组含量表明,在共聚物主链结构以嵌段分布为主,这是由于MMA与EA的竟聚率差异所致．     

PEO-PPO-PEO嵌段共聚物与没食子酸丙酯的相互作用研究

PEO-PPO-PEO嵌段共聚物在水溶液中能够形成稳定的胶团结构,可作为疏水药物的有效载体[1]。然而,PEO-PPO-PEO与疏水药物在分子水平的作用机理尚未清楚,本工作以没食子酸丙酯(PG)为模型分子,采用动态光散射和核磁共振技术研究了其与嵌段共聚物P123之间的相互作用。研究发现,P123在水溶液中的临界胶团温度(CMT)随PG浓度增加而降低,且较高浓度的PG还能引起P123胶团尺寸的增加。PG烷基链与PPO嵌段甲基间存在较强疏水作用,该作用能促进PPO嵌段的去水化过程,从而降低P123在水溶液中的临界胶团温度(CMT)。此外,PG的酚羟基与嵌段共聚物PEO和PPO嵌段醚氧原子间均存在氢键作用。     

采用固体NMR研究MPEG-PLA双嵌段共聚物的固态相区结构

采用固体核磁共振方法，研究了AB型聚（L-丙氨酸）聚乙二醇嵌段共聚物(MPEG-b-PLA）的固态微相结构. ¹³C核的交叉极化与直接极化实验表明，MPEG中存在晶态和非晶态两种相区结构，PLA则含有大量的α螺旋与少量的β折叠二级结构. 由交叉极化过程下的¹³C自旋-晶格弛豫时间(T₁)测定结果进一步表明，MPEG链段由于嵌段结构使结晶过程受抑制，结晶度明显下降. PLA链段以结晶态形式存在，并由于大量α螺旋和β折叠有序结构的存在, 链段非常刚性，运动严重受限，而β位甲基因为可以自由旋转，所以运动能力较α位次甲基和羰基强.     

嵌段共聚物受限于软孔内的自组装

利用自洽场方法研究两嵌段共聚物受限于接枝均聚物链(聚合物刷)圆孔中的自组装相形貌.研究表明,当圆孔内径一定时,嵌段比f和聚合物刷C的体积分数φ_C是调控嵌段共聚物相形貌的主要因素,聚合物刷的弹性熵也起着重要作用.当f＝0.7时,在聚合物刷的浸润下,贴近刷表面处AB嵌段共聚物构成环层状结构,随着φ_C的减小这种结构会周而复始地出现.当f处于0. 关键词： 嵌段共聚物 圆孔受限 聚合物刷 自洽场     

两亲性类树枝状聚合物的合成与药物控释

结合阴离子开环聚合方法合成了内壳为聚(乙氧基乙基缩水甘油醚),外层为聚环氧乙烷的两亲性类树枝状嵌段共聚物PEEGE-G2-b-PEO(OH)₁₂. 使用核磁共振氢谱以及凝胶渗透色谱等表征了中间产物和目标产物. 选择阿霉素作为实验药物,研究了该聚合物的载药和控释行为. 聚合物的载药率和包覆效率分别为13.07%和45.75%,体外释放试验表现为持续性的释放,并受到释放介质pH影响.     

一维导电共聚物中极化子输运的动力学研究

利用非绝热动力学方法,理论上研究了一维导电共聚物[-(PT)x-(PPP)y]z-(PT)x-中的极化子在外电场作用下的动力学输运性质.研究发现,极化子在共聚物中不易传输,其运动敏感地依赖于嵌段间界面的耦合;嵌段尺度对于极化子的运动具有重要的影响.所得结果与相关实验一致.     

受限于纳米孔的星型ABC三嵌段共聚物自组装形成核-壳-柱状相

在不同条件、不同形状与尺寸孔隙下,星型ABC三嵌段共聚物自组装形成的核-壳-柱状相的相行为,纳米结构形成与小孔几何形状有关,不同表面势能对星型ABC三嵌段共聚物的自组装过程有影响.