梯度共聚物接枝纳米粒子的合成及其力学性能

通过RAFT聚合制备了3种不同序列(无规、嵌段及梯度)的丙烯酸正丁酯(BA)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)二元共聚物(PBA-r-PMMA、PBA-b-PMMA、PBA-g-PMMA),以及2种含可交联侧链的聚甲基丙烯酸酰氧基丙基三乙氧基硅烷(PTEPM)的三元共聚物PTEPM-b-(PBA-g-PMMA)和PTEPM-b-(PBA-r-PMMA),三元共聚物中PBA/PMMA分别为无规和梯度结构.这5个共聚物中PBA/PMMA段具有相近的分子量和组分比.三元共聚物通过共组装及交联后得到球状的共聚物接枝纳米粒子NP-(PBA-g-PMMA)和NP-g-(PBA-rPMMA). DSC结果表明NP-(PBA-g-PMMA)和PBA-g-PMMA具有较宽的玻璃化转变温度区间(～130℃),证明成功合成了梯度共聚物和接枝梯度共聚物的纳米粒子.通过DMA测试和变温拉伸测试发现,在升温过程中梯度结构二元共聚物及其对应的纳米复合材料力学性能呈现渐进式变化,而无规或嵌段对应物力学性能呈现突变,原因是前者具有较宽的玻璃化转变过程.由于无机内核的作用,NP-(PBA-g-PMMA)和NP-(PBA-r-PM...     

双分布聚乙二醇接枝纳米二氧化硅的高效可控制备

在混合溶剂中通过"grafting to"的方法将2种分子量不同的聚乙二醇单甲醚(MPEG M_w=750,4000)接枝到氨基修饰的St?ber法二氧化硅(SiO_2-NH_2)表面,制备双分布纳米接枝复合物.采用二步法,先将带环氧端基的低分子量聚乙二醇单甲醚(MPEG-EO)与SiO_2-NH_2在甲苯溶剂中充分反应后,与高分子量的MPEG-EO在甲苯和正癸烷的混合溶剂中使用相同的反应条件和后处理方法,能便捷制备出具有双分布接枝的纳米复合物.在接枝反应体系中,分子链的链段尺寸和接枝密度之间存在着密切关系.一定的范围内,接枝密度随链段尺寸减小而增大.通过改变混合溶剂比例来调控接枝链段的尺寸,可以很好控制聚合物的接枝密度.在双分布接枝的纳米复合物中,低分子量的接枝密度为0.85 chains/nm~2,高分子量的接枝密度能达到0.40 chains/nm~2,体现出了简单、高效、可控的特点,与聚环氧乙烷(PEO)共混后分散良好,对于制备出均匀分散的纳米复合材料起到了一定的指导作用.     

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.     

两端系留纳米粒子聚合物的分子动力学模拟

两端系留纳米粒子聚合物是研究末端对聚合物链弛豫行为影响的优选分子模型.本文构建了两端系留纳米粒子聚合物模型,运用粗粒化分子动力学方法研究了两端系留纳米粒子聚合物的特征温度和弛豫行为,探讨了纳米粒子半径和聚合物链长对玻璃化转变温度、结晶温度和介电性能的影响.研究表明,聚合物两端纳米粒子的存在可延缓聚合物链的弛豫并促进结晶,使两端系留纳米粒子聚合物的玻璃化转变温度和结晶温度均增加.研究结果与相关的实验报道吻合,可加深对两端系留纳米粒子聚合物结构和性能的理解.     

嵌段聚合物修饰的金纳米粒子的制备及表征

通过RAFT合成聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)-b-聚(乙二醇甲基丙烯酸酯)嵌段共聚物(PGMA-bPMAPEG),再用半胱氨酸(Cys)使PGMA中的环氧基团开环,制备含有巯基的两亲水嵌段聚合物PMAPEG-bP(GMA-Cys)。并以其作为修饰剂,通过原位还原法使HAuCl4在NaBH4的还原下制备金/聚合物纳米复合粒子(Au@PMAPEG-b-P(GMA-Cys)NPs)。经FT-IR、UV-vis、TG、XRD、TEM和DLS表征,发现金纳米复合粒子呈均匀分散的球形,平均粒径约为10nm,在527nm处出现了金纳米粒子的表面等离子共振吸收峰,金约占总重量的49%。由于外层嵌段共聚物的修饰作用,金纳米复合粒子在室温下放置6个月未发生粒子间的聚集。     

含聚氧乙烯链段的两亲嵌段共聚物及接枝共聚物的分子设计,合成及性能

论述了由聚烯链段与聚苯乙烯或聚（甲基）丙烯酸酯链段组成的各种嵌段或接枝共聚物（包括二嵌段、两种三嵌段、星型嵌段、多嵌段、二种规整接枝共聚物等）的分子设计及合成,并总结了其两亲性质、络合碱金属离子性及微观相分离等特性。     

两亲性杂壳聚合物粒子的高效制备及以其作为模板合成金纳米簇合物

将等质量的嵌段聚合物聚乙烯基萘聚丙烯酸和聚氧化乙烯聚丙烯酸（P2VN-b-PAA和PEO-b-PAA）溶解于N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)中,加入小分子二元胺（1,2-丙二胺,PDA）,制备出均匀的两亲性杂壳聚合物纳米粒子(MSNPs)。 该粒子以PEO和P2VN混合嵌段为壳层,非共价键交联的PAA嵌段为核,在水相及有机相中均可稳定分散,具有典型的两亲性特点。 扫描电子显微镜和光散射测试结果表明,该杂壳聚合物粒子(MSNPs)的粒径在300 nm左右,分布较均匀,并显示出壳层可塌缩变形的疏松核（软粒子）特征。 以该聚合物粒子(MSNPs)为模板,可以方便制备出金纳米粒子簇合物。     

铝纳米粒子表面引发聚合制备核壳纳米结构

利用硅烷偶联剂引发法制备核壳结构金属铝纳米粒子(Al NPs)@聚合物, 并研究了聚合反应时间和单体浓度对核壳结构尺寸的影响. 首先合成了硅烷偶联引发剂{2-溴-2-甲基-[3-(三甲氧基硅基)丙基]丙酰胺}, 并通过在甲苯中回流的方法, 将其锚定在金属铝纳米粒子表面. 然后, 在粒子表面引发甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合, 形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层. 通过核磁共振波谱仪(NMR)和傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR)证明了引发剂和PMMA的成功接枝. 透射电子显微镜(TEM)图像表明, PMMA改性后的金属铝纳米粒子的尺寸和形貌基本不变, 且被厚度约为15 nm聚合物壳层完整均匀地包覆. 此外, 利用动态光散射(DLS)进一步揭示了聚合时间和单体浓度对核壳结构水合直径(D_h)的影响, 发现延长聚合时间或增加单体浓度均可显著提高核壳结构尺寸.     

含有机硅多嵌段及其接枝共聚物的表面组成

利用ＸＰＳ对聚二甲基硅氧烷与聚砜或／和聚对羟基苯乙烯组成的二元和三元多嵌段和接枝共聚物及其共混物进行了研究。结果表明溶液成果的聚合物样品的表面都存在有机硅富集，共混物的表面富集程度等于接枝共聚物，更高于多嵌段共聚物，讨论了有机硅含量和键接结构对有机硅表面富集的影响。     

无机纳米粒子表面引发接枝聚合

无机纳米粒子表面引发聚合反应是无机纳米粒子—有机聚合物杂化复合材料制备的一种重要途径。分子自组装技术的发展使得各种类型的聚合反应都有转移至无机纳米粒子表面进行的可能。本文综述了表面引发聚合反应用于制备高键合密度的聚合物接技无机纳米粒子的研究进展。     

聚丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸钠聚合物接枝纳米SiO_2驱油剂的合成及其性能

我国油田以砂岩油藏为主,平均采收率仅28.9%,多数油藏接近水驱废弃期,近废弃油藏中仍有大量残余原油不能采出.在表面含有巯基的纳米SiO_2表面嫁接聚丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸钠大分子链,合成表面接枝有大量聚合物链的纳米SiO_2,并通过TEM、IR、TG、模拟岩心驱替试验装置表征测试其结构、形貌和驱油性能.结果表明:接枝后的纳米SiO_2在15 nm左右,表面有聚丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸钠大分子链存在,浓度1.0 g/L时,表现出明显的驱油性能.     

嵌段聚合物胶束的研究进展

综述了近十年来嵌段聚合物在选择性溶剂中形成胶束方面的研究进展。探讨了胶束形成的热力学、动力学、胶束结构的表征方法和流体力学性质。     

细乳液聚合制备接枝纳米粒子及其在聚合物基体中的空间分布调控

采用细乳液聚合制备了不同接枝链长度和密度的聚苯乙烯接枝二氧化硅纳米复合粒子(Si O2-PS).利用傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、示差扫描量热(DSC)、热失重(TGA)与凝胶渗透色谱仪(GPC)考察了Si O2-PS粒子接枝结构特征.采用TEM研究了接枝链聚合度(N)和接枝密度(σ)对Si O2-PS填充PS体系纳米粒子空间分布的影响规律.结果显示,N基本不变,σ越高,纳米粒子越易均匀分散;而接枝链过长易使长链相互缠结,起到反浸润作用,粒子聚集,不利于均匀分散.纳米粒子热力学稳定分散状态仅与N、σ有关,与粒径无关.通过调控N和σ可得到特定的纳米粒子分散形貌.对比考察了Si O2-PS填充聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)体系结果,揭示了接枝链与基体分子链相容性对纳米粒子空间分布的贡献.     

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.     

聚合物共混物相容性的研究进展

相容性聚合物共混物由于其优异的复合性能已成为新材料的主要研究方向。但许多共混物是互不相容的 ,因此必须改善它们的相容性。文章综述了聚合物共混物相容性研究的现状与发展 ,介绍了各种增容方法及其应用     

多嵌段共聚物/纳米粒子杂化多级结构的光学性能

结合耗散粒子动力学模拟和时域有限差分方法,研究了A(BC)_n多嵌段共聚物和纳米粒子共混体系的自组装行为及其光学性能,分析了纳米粒子体积分数和嵌段间相互作用强度对自组装形貌及其光学性能的影响。结果表明,A(BC)_n多嵌段共聚物/纳米粒子共混体系可形成有机/无机杂化的多级结构,改变纳米粒子的体积分数和嵌段间相互作用强度可以调控纳米粒子的分布及其相应的多级结构。不同尺度的结构对不同频率光的反射作用有明显区别,而纳米粒子的加入显著增大了反射峰的强度和宽度。改变纳米粒子的分布可调控反射峰的强度和宽度。     

由嵌段共聚物制备有形状的核壳结构聚合物纳米颗粒

嵌段共聚物可自发组装形成形貌丰富的纳米粒子和有序纳米结构的材料,为纳米材料和纳米技术领域提供了很重要的新材料和新手段.该领域的进一步发展提出了对嵌段共聚物的自组装体赋予功能性的要求,即需要通过可控聚合反应合成反应性嵌段共聚物,并且对其自组装的纳米粒子进行结构、形状及功能性的调控.本文针对以上研究目标,结合本课题组在该领...     

硫醇类配体修饰金纳米粒子在嵌段共聚物中自组装的研究进展

本文综述了不同类型硫醇配体修饰金纳米粒子的合成方法以及功能性金纳米粒子在嵌段共聚物薄膜中的自组装研究进展,重点介绍了硫醇类配体修饰金纳米粒子的合成方法,包括Brust合成法、原位合成法、grafting from合成法、配体置换法、单晶模板法等。总结了硫醇基小分子或聚合物配体修饰的金纳米粒子与嵌段共聚物之间自组装的调控方法,如利用配体与嵌段共聚物组分的隔离作用、配体与嵌段共聚物组分形成的氢键作用、溶剂蒸气退火或热退火等诱导嵌段共聚物/纳米粒子复合薄膜自组装。展望了功能性金纳米粒子以及嵌段共聚物/金纳米复合材料的发展方向。     

无机纳米粒子填充聚合物的研究进展

对纳米粒子的历史、结构及特性作了简要介绍，着重介绍了纳米粒子的表面处理及其在填充了聚合物方面的应用开发。     

粒子-聚合物相互作用与粒子-粒子相互作用对聚合物基纳米复合物力学性能的影响

聚合物基纳米复合物(PNCs)具有比传统高分子材料更加优异的光学、力学、热力学等性能,广泛应用于各个工程领域.而纳米粒子(NPs)对材料性能提高的机理则是当前聚合物纳米复合物领域研究的重要问题,聚合物纳米复合体系相互作用的影响因素众多,至今尚未明确并完整建立复合体系相互作用与性能增强之间的关系.本文总结了近年来关于纳米粒子填充聚合物基体力学性能的研究,从粒子-聚合物相互作用和粒子-粒子相互作用角度阐述了聚合物纳米复合体系力学性能的增强机理,并根据体系中不同的结构关系分别总结了聚合物/未改性纳米粒子复合体系和聚合物/聚合物接枝纳米粒子复合体系中影响力学性能的因素.该部分内容具有重要的理论和实践意义,有助于构建复合体系微观结构与宏观性能之间的关系,进而对微观层面调控PNCs的力学性能提供指导.