反应性嵌段共聚物自组装制备无机纳米粒子研究进展

具有"核-壳"结构的嵌段共聚物胶束具有广泛的用途.本文介绍了反应性嵌段共聚物的自组装技术应用于制备具有独特的光、电、磁等以及催化特性的无机纳米粒子,特别是介绍了近年来在制备纳米贵金属粒子的研究进展.     

两亲嵌段共聚物溶液自组装新进展

综述了两亲嵌段共聚物在溶液中自组装的新进展，重点介绍了两亲嵌段共聚物自组装聚集体中棒状、蠕虫状、囊泡、洋葱和实心洋葱等几种新形态的特点和形成机理；另外对两亲嵌段共聚物溶液自组装在光电、药物释放、靶向以及作为基因工程载体方面的应用前景及两亲嵌段共聚物聚集体的制备方法作了详细的评述。     

嵌段共聚物调控纳米粒子自组装的研究进展

嵌段共聚物和纳米粒子复合纳米材料具有优异的性能,在生物医药、光电材料、催化材料等领域具有很大的应用价值,已成为备受关注的研究热点.利用嵌段共聚物自组装能够形成特定形态的纳米结构聚集体,将纳米粒子选择性的分布和定位于嵌段共聚物聚集体中,可以改善纳米粒子的性能及其应用.本文综述了近年来实验上利用自组装制备嵌段共聚物-纳米粒子复合纳米材料的方法,并总结分析了影响纳米粒子在嵌段共聚物聚集体中的分布和定位的各种因素,包括纳米粒子的大小、形状及其表面化学.最后总结了嵌段共聚物-纳米粒子的自组装在理论模拟方面的研究.     

嵌段共聚物结晶性胶束

近年来嵌段共聚物在选择性溶剂中由结晶驱动形成胶束的自组装过程因其较好的可控性逐渐受到人们的关注.本文首先综述了嵌段共聚物结晶性胶束形貌和尺寸的影响因素,包括溶剂环境、共聚物结构、结晶温度等.然后介绍了结晶性胶束的活性生长以及"嵌段共胶束";最后提出了该研究领域目前存在的问题和今后可能的发展方向.     

两亲性嵌段共聚物的自组装及载药胶束的研究

采用可逆-加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)技术合成了两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚-b-聚苯乙烯(PSt-b-POEOMA-b-PSt),通过FT-IR、1 HNMR、GPC确定共聚物的结构。将三个具有不同嵌段比的共聚物在水溶液中自组装,通过透射电子显微镜(TEM)观察得到的胶束的形貌,发现随着亲水性嵌段的比例减小,胶束的直径略微减小。通过透析方法,以共聚物作为载体,负载维生素E,TEM观察载药胶束的形貌,仍然为核-壳状的球形胶束。差示扫描量热仪(DSC)测试共聚物载药胶束前后的热性能,发现药物分子在载入内核的过程中,聚苯乙烯的玻璃化转变温度(Tg)有所降低。通过紫外(UV)分析计算得出共聚物的药物负载量(DLC)为70%～80%。     

嵌段共聚物溶液自组装制备纳米管状聚集体

作为一种新型材料,具有独特一维空心结构的纳米管受到了越来越多的关注。与研究较为广泛的碳纳米管和两亲性小分子纳米管相比,聚合物纳米管在尺寸范围、内外表面功能化及结构稳定性等方面具有优势。本文总结了嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装形成纳米管状聚集体的最新研究进展。根据形成纳米管状结构的嵌段共聚物链段的性质,可将其划分为柔性-柔性嵌段共聚物、刚性-柔性嵌段共聚物,以及具备特殊结构的类嵌段共聚物三大类。针对每一类体系,重点归纳了管状结构的制备方法、结构表征和形成条件等研究现状,并概括总结了制备此类一维空心结构的理论依据。最后,对嵌段共聚物纳米管潜在的应用价值和今后可能的发展方向进行了展望。     

二茂铁基嵌段共聚物制备及自组装研究

本文综述了近年来二茂铁基嵌段共聚物制备及自组装的研究进展.对环状二茂铁单体的活性阴离子引发开环聚合(ROP)、过渡金属催化开环聚合(ROP)及聚合机理和聚合物自组装胶束的结构、表征和潜在应用作了介绍.     

两亲嵌段共聚物溶液内胶束形成的温度效应

合成了一系列具有两亲嵌段结构的聚（乙二醇）（PEO）一聚（丙二醇）（PPO）共聚物．利用荧光探针及示差量热法测定了共聚物水溶液的临界胶束形成温度（CMT）值．发现二嵌段共聚物（PEO－PPO）和三嵌段共聚物（PEO－PPO－PEO）有着类似的变化规律，即随共聚物分子中疏水链（PPO）长度的增大，其CMT值降低．但三嵌段共聚（PPO－PEO－PPO）则因疏水链段处于共聚物分子的两端，因而在溶液中有可能形成立体网状交联结构．此外，利用探针分子在不同极性溶剂中荧光峰值波长发生位移的现象可以对形成胶束内核的组织程度、极性大小进行估测．     

基于PAA——PAN嵌段共聚物胶束制备磁性碳纳米粒子

本文采用原子转移自由基聚合方法合成了聚丙烯酸叔丁酯-聚丙烯腈嵌段共聚物(PtBA-b-PAN), 酸解得到聚丙烯酸-聚丙烯腈两亲嵌段共聚物(PAA-b-PAN). 随后, PAA-b-PAN嵌段共聚物在水溶液中自组装形成以PAA为壳, PAN为核的胶束. 用此胶束为模板, 加入FeCl₃溶液后得到了壳层负载Fe³⁺的聚合物纳米粒子, 经230 ℃空气中预氧化, 600 ℃氮气氛煅烧, 得到了核壳结构的, 具有磁性的碳纳米粒子. 用1H NMR, IR, GPC, TGA, TEM, XRD, AGM等技术对嵌段共聚物及纳米粒子进行了表征, 结果表明纳米粒子的壳层含γ-Fe₂O₃, Fe_2.5C混合物, 核含碳, 直径为35 ± 5 nm, 饱和磁化强度为2.16 emu/g. 在分离、吸波和传感器等方面具有潜在的应用前景.     

温敏性嵌段共聚物纳米胶束的制备及其稳定性

通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)在链转移剂巯基乙醇存在下的自由基共聚,制备了具有端羟基的共聚物P(NIPAAm-co-DMAAm).利用其端羟基在异辛酸亚锡催化下引发己内酯开环聚合,得到了两亲性嵌段共聚物P(NIPAAm-co-DMAAm)-b-PCL,并在聚己内酯(PCL)链末端引入可光催化反应的不饱和双键.通过1H-NMR、GPC和相转变温度(LCST)等方法对聚合物进行了结构表征,测定了嵌段共聚物形成胶束的临界胶束浓度和胶束粒径,比较了核交联前后胶束的粒径和稳定性.结果表明:通过调节共聚物的组成,可获得LCST在40℃附近的胶束,胶束经核交联后,粒径有所减小,但稳定性明显提高,可用于对药物的温敏控制释放.     

刚柔嵌段共轭聚合物自组装体系*

刚柔嵌段共轭聚合物的自组装是超分子化学研究的热点之一。本文综述了近年来刚柔嵌段共轭聚合物自组装体系研究进展。根据共轭刚性段的不同分类进行阐述,综述了聚芴,二（苯乙烯）-蒽,聚对苯撑,聚对苯乙烯撑,聚对苯撑乙炔,聚（2,5-苯甲酮）,聚噻吩,聚苯基喹啉等作为刚性链段的刚柔嵌段共轭聚合物自组装体系,介绍了刚柔嵌段共轭聚合物的合成和光物理性质;重点评述了刚柔嵌段共轭聚合物在不同溶剂、浓度、温度等条件下自组装形成一维、二维以及三维的周期性微结构,且具有方便的可控性。概括了刚柔嵌段共轭聚合物自组装体系广阔的应用前景,尤其在光电器件领域有着潜在的应用价值。最后展望了刚柔嵌段共轭聚合物自组装体系研究和发展的方向。     

Synthesis and Self-Assembly of Mixed-Graft Block Copolymers

Mixed-graft block copolymers (mGBCPs) consist of two or more types of polymeric side chains grafted on a linear backbone in a random, alternating, or pseudo-alternating sequence. They can phase-separate with the backbone serving as the interface of the blocks, and the side chains dominate their self-assembly behavior. mGBCPs are an accessible polymer architecture for exploring the idea of encoding polymer properties through the macromolecular architecture, as there are two distinct structural components that can be tuned: the backbone and the side chains. In this Concept article, the current literature on the synthesis of mGBCPs is reviewed, and the advantages and disadvantages of each synthetic method are noted. The self-assembly of mGBCPs is also discussed where possible. Finally, directions for future research on mGBCP synthesis and self-assembly are suggested.     

两亲性嵌段共聚物的合成及其在离子液体中的自组装行为

采用阴离子开环聚合法合成了两亲性嵌段共聚物PLA-PEG-PLA.用FT-IR,1H NMR和GPC等手段对嵌段共聚物的结构组成进行了表征.两亲性嵌段共聚物在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中能自组装成胶束,用透射电子显微镜观察了聚合物在离子液体中形成胶束的纳米结构.当疏水链长固定时,胶束的自组装形状主要依赖于亲水链的长度.两亲性共聚物在离子液体中可自组装成可控制结构的纳米胶束,这种纳米结构胶束在很多领域具有广泛的应用前景.     

全共轭嵌段共聚物的合成组装与应用

全共轭嵌段共聚物体系将共轭聚合物的光电特性和嵌段聚合物的自组装优势相结合,是近几年发展起来的一类新型自组装光电功能材料,对其自组装机理、自组装结构与光电性能之间关系的研究,有利于共轭聚合物微观纳米结构的构筑以及未来光电器件的开发。本文主要介绍全共轭嵌段共聚物包括共轭聚电解质在内的合成发展过程,综述其在溶液中和薄膜状态下独特的自组装行为,介绍共轭聚合物在光电器件中的应用,并对其今后的研究方向做出展望。     

全亲水性嵌段共聚物及其超分子自组装

本文介绍了全亲水性嵌段共聚物(DHBCs)的定义与特点.根据不同的环境敏感自组装机理,分类详述了不同DHBCs的结构及其超分子自组装行为,并探讨了相应的应用现状与前景.     

Fluorinated Amphiphilic Block Copolymers: Combining Anionic Polymerization and Selective Polymer Modification

We report the preparation of novel fluorinated block copolymers using a two-step modification sequence. We first prepared model polyisoprene-poly-tert-butylmethacrylate block copolymers by anionic polymerization. Exposing these materials to difluorocarbene (generated by the thermolysis of hexafluoropropylene oxide) resulted in modification of the polyisoprene block to the corresponding difluorocyclopropane repeating unit without compromising the integrity of the poly-tert-butylmethacrylate block. Hydrolysis of the difluorocarbene-modified materials gave the corresponding difluorocarbene-modified polyisoprene-polymethacrylic acid diblock copolymers. These amphiphilic materials are expected to exhibit interesting self-assembly behavior in aqueous solution.     

Perfluorocyclobutyl-containing Amphiphilic Block Copolymers Synthesized by RAFT Polymerization

Amphiphilic block copolymers containing hydrophobic perfluorocyclobutyl‐based (PFCB) polyacrylate and hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) segments were prepared via reversible addition‐fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization. The PFCB‐containing acrylate monomer, p‐(2‐(p‐tolyloxy)perfluorocyclobutoxy)‐phenyl acrylate, was first synthesized from commercially available compounds in good yields, and this kind of acrylate monomer can be homopolymerized by free radical polymerization or RAFT polymerization. Kinetic study showed the 2,2′‐azobis(isobutyronitrile) (AIBN) initiated and cumyl dithiobenzoate (CDB) mediated RAFT polymerization was in a living fashion, as suggested by the fact that the number‐average molecular weights (M_n) increased linearly with the conversions of the monomer, while the polydispersity indices kept less than 1.10. The block polymers with narrow molecular weight distributions (M_w/M_n≦1.21) were prepared through RAFT polymerization using PEG monomethyl ether capped with 4‐cyanopentanoic acid dithiobenzoate end group as the macro chain transfer agent (mPEG‐CTA). The length of the hydrophobic segment can be tuned by the feed ratio of the PFCB‐based acrylate monomer and the extending of the polymerization time. The micellization behavior of the block copolymers in aqueous media was investigated by the fluorescence probe technique.     

具有侧挂胆固醇液晶元的两亲嵌段功能大分子的合成及自组装研究

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法, 合成了系列具有刚性疏水胆固醇液晶元的聚甲基丙烯酸甘油酯-嵌段-聚甲基丙烯酸亚己基胆固醇酯(PGMA-b-PMA6Chol)两亲嵌段功能大分子. 运用核磁共振(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了其化学结构及分子量, 并对其热性质、液晶相结构及相转变行为分别运用热台偏振光显微镜(POM)、热重分析仪(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)和二维小角X射线散射(2D-SAXS)表征. 采用纳米沉淀法研究了所得嵌段大分子的溶液自组装, 动态光散射(DLS)和扫描电子显微镜(SEM)的研究发现溶液自组装聚集体为尺寸0.7～2.0 μm的球形结构, 其中含有较高刚性链段质量比例的嵌段大分子组装形成开口中空结构的聚集体, 且其尺寸随着溶液温度的升高减小, 呈现可逆温度变化响应性. 结果表明刚性疏水胆固醇液晶单元和具有多羟基结构的亲水性甲基丙烯酸甘油酯的嵌段共聚可以调控该类嵌段大分子自组装及溶液聚集体形貌.     

两亲性嵌段共聚物PAA-b-PS的合成及胶束形态

通过丙烯酸叔丁酯的自由基调聚和苯乙烯的原子转移自由基聚合（ATRP）法合成了聚丙烯酸叔丁酯-聚苯乙烯（PtBA-b-PS）嵌段共聚物,然后在三氟乙酸作用下进行选择性水解得到了两亲性聚丙烯酸-聚苯乙烯（PAA-b-PS）嵌段共聚物。利用1H-NMR、FT-IR和GPC对产物的结构进行了表征。采用透析法制备了PAA-b-P...