RAFT法合成两亲性嵌段共聚物PSt-b-PAA-b-PSt及其在离子液体[BMIM][PF_6]中的自组装

用三硫代碳酸二(α,α′-二甲基-α-乙酸)酯(BDATC)作为链转移剂,苯乙烯St作为第一单体,通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)方法合成出大分子链转移剂PSt-CTA,以丙烯酸AA作为第二共聚单体合成出3个不同嵌段比的两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸-b-聚苯乙烯(PSt-b-PAA-b-PSt).通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)确定了PSt-b-PAA-b-PSt结构,使用凝胶渗透色谱(GPC)测定了大分子引发剂PSt-CTA和嵌段共聚物PSt-b-PAA-b-PSt的分子量及分子量分布.将这3个不同嵌段比的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[BMIM][PF6]中进行自组装,用透射电子显微镜(TEM)观察聚合物在离子液体中自组装结构.研究发现,当PSt的链段长度固定时,胶束的自组装形态主要依赖于PAA链的长度.当PAA链段较长时,胶束呈球形;PAA链段变得较短时,胶束的形态则由球形转变为核壳结构,并且胶束形态在25℃至100℃之间不受温度影响.     

ATRP法合成两亲性嵌段共聚物PSt-b-PAA及其在离子液体[BMIM][PF6]中的自组装行为研究

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了分子量可控、分子量分布窄的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸叔丁酯(PSt-b-PtBA), 进而在酸性条件下由水解反应得到了两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PSt-b-PAA), 并通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H NMR)等测试手段对产物进行了表征. 使三种分子量不同的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([BMIM][PF6])中进行自组装, 通过激光粒度分析仪(DLS)和透射电子显微镜(TEM)研究了聚合物在离子液体中自组装的胶束尺寸和结构形态. 当PSt的链段长度一定时, 胶束的形状主要依赖于PAA链的长度. 当PAA链段较长时, 胶束呈球形; 当PAA链段较短时, 则变成不规则的花生状胶束.     

两亲性嵌段共聚物PGMA-b-PMAPEG的制备及其胶束的布洛芬药物控制释放性能

利用自由基可逆加成-断链链转移(RAFT)活性/可控聚合法成功合成了两亲性嵌段共聚物聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)-b聚(甲基丙烯酸聚乙二醇酯)(PGMA-b-PMAPEG).利用傅立叶变换红外光谱、核磁共振谱仪、凝胶渗透色谱仪及透射电镜等分析了所合成聚合物的结构、胶束粒径及形貌.以布洛芬作为模型药物负载于聚合物胶束内,考...     

温敏性PCL-PEG-PCL水凝胶的合成、表征及蛋白药物释放

考察了温敏性PCL-PEG-PCL水凝胶中聚乙二醇(PEG)及聚己内酯(PCL)不同嵌段组成对其溶胶-凝胶相转变温度以及亲水性药物(牛血清白蛋白, BSA)释放速率的影响. 采用开环聚合法, 以辛酸亚锡为催化剂、PEG1500/PEG1000为引发剂, 与己内酯单体发生开环共聚, 合成了一系列具有不同PEG和PCL嵌段长度的PCL-PEG-PCL型三嵌段共聚物. 通过核磁共振氢谱及凝胶渗透色谱对其组成、结构及分子量进行了表征. 共聚物的溶胶-凝胶相变温度由翻转试管法测定. 利用透射电镜、核磁共振氢谱及荧光探针技术证实了该材料在水溶液中胶束的形成. 以BSA为模型蛋白药物, 制备载药水凝胶, 利用microBCA法测定药物在释放介质中的浓度, 研究其体外释放行为. 实验结果表明, 共聚物的溶胶-凝胶相变温度与PCL及PEG嵌段长度紧密相关, 即在给定共聚物浓度情况下, 固定PEG嵌段长度而增加PCL嵌段长度, 会导致相变温度降低; 而固定PCL嵌段长度而增加PEG嵌段长度, 其相变温度相应升高. 水凝胶中蛋白药物的释放速率与疏水的PCL嵌段长度无关, 而与亲水的PEG嵌段长度密切相关, 即PEG嵌段越长, 蛋白药物释放越快.     

多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)_n的胶束化行为研究

研究了一系列具有不同链段长度和组成的聚4-乙烯基吡啶-聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)n在其选择性溶剂甲苯和pH<3的水中的胶束化过程,主要研究了多嵌段共聚物链段长度、溶液浓度和溶剂对其胶束形态的影响.透射电镜和原子力显微镜结果表明随着P4VP段链的相对增长,多嵌段共聚物在甲苯中的胶束形态由蠕虫链状向短棒状到球状胶束变化,而其在pH<3的水溶液中均形成球形胶束.由于特殊的链结构,聚合物的浓度对(P4VP-b-PS-b-P4VP)n多嵌段共聚物的胶束行为和胶束形态有着重要的影响.同时,(P4VP-b-PS-b-P4VP)n多嵌段共聚物分子量分布的多分散性对其在选择性溶剂中的胶束形态也有所影响.     

两亲性含糖三嵌段共聚物的合成与自组装研究

以二(2-溴异丁酸)4,4′-联苯酯(BiBBP)为引发剂,采用顺序加料的方法,用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了一系列窄分子量分布的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和6-O-甲基丙烯酰基-1,2;3,4-双-O-亚异丙基-α-D-吡喃半乳糖苷(MAIPGal)的三嵌段共聚物.用GPC和1H-NMR表征了聚合物的相对分子量和链段组成.结果表明,通过改变投料顺序可以合成ABA和BAB型2种三嵌段共聚物,改变投料比和控制单体的转化率可以调控聚合物的链段组成.聚合物脱保护后得到两亲性含糖共聚物.用TEM考察了聚合物在水溶液中的自组装行为,表明具有不同链段组成的共聚物可以形成不同形态的聚集体,含糖段组成高的聚合物易于形成大尺寸的胶团,含糖段组成低的聚合物易于形成结构清晰的囊泡、胶束,其中,含糖段在两边的BAB型共聚物易于形成囊泡,含糖段在中央的ABA型共聚物易于形成胶束.     

基于树形链转移剂的可逆加成断裂链转移聚合

可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合是最近十多年来发展起来的一种活性/可控技术,链转移剂(CTA)为该技术的核心.本文介绍了采用R路径合成法、Z路径合成法合成R核与Z核树形链转移剂以及它们调控不同单体的RAFT聚合,合成树形-线性二嵌段共聚物、树形-线性-树形三嵌段共聚物和树形-星形聚合物等树枝状聚合物的研究进展.     

外加气流法制备微相结构有序的PS-b-PEO嵌段共聚物薄膜

采用原子转移自由基聚合(ATRP)的方法合成了聚苯乙烯-聚环氧乙烷(PS-b-PEO)嵌段共聚物,并利用核磁共振波谱(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及凝胶渗透色谱法(GPC)对聚合物进行了表征.利用外加气流法制备了具有不同形貌的嵌段共聚物薄膜,并讨论聚合物分子组成、气流温度、气流速度以及不同基底对薄膜表面形貌以及内部结构的影响.当嵌段共聚物中聚苯乙烯嵌段的质量分数为83%~85%,气流温度为30~50℃,气流速度3~5 m/s时,有利于形成表面垂直柱状微相分离结构.当硅基底的接触角小于90°时,在合适的外加气流场作用下可以形成薄膜的表层和底层垂直有序而薄膜内部无序的非对称结构.     

N-异丙基丙烯酰胺类共聚物温敏性研究

制备了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)与N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)和/或甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的二元及三元共聚物,研究了组成和链转移剂用量对共聚物温敏性的影响,并在上述三元共聚物上接枝聚己内酯(PCL)得到温敏性两亲聚合物.结果表明,随着DMAAm增加、HEMA减少或共聚物分子量降低,共聚物的最低临界溶解温度升高,且PCL链段的接枝度和长度对聚合物的温敏性影响明显.     

含苯胺低聚物侧链的导电共聚物的合成与性能研究

通过高分子反应合成了含有不同长度苯胺链段的聚甲基丙烯酸类接枝聚合物 ,研究结果发现 ,当苯胺链段达到一定长度时 ,经质子酸掺杂后的聚合物具有一定的电导性 ,其中 ,接枝苯胺八聚体的共聚物经质子酸掺杂后其电导率可以达到 10 - 5S cm .     

疏水链段对两亲性三嵌段共聚物在水中聚集行为的影响

以结构明确的两端为短的聚苯乙烯(PS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)链段,中间为长的聚乙二醇(PEG)链段的PS-b-PEG-b-PS和PMMA-b-PEG-b-PMMA两亲性三嵌段共聚物为对象,研究了PS和PMMA链段对其在水中形成胶束和凝胶的影响.两种三嵌段共聚物在水中形成以PS或PMMA链段为核、PEG链段为壳的球形胶束,流体力学半径Rh,app为15.3~24.3 nm,并随PEG链段长度增长而增大.临界胶束浓度CMC均小于0.01 mg/mL,随着PS和PMMA链段长度的增加而减小.PS-b-PEG-b-PS浓度高于4.5 wt%可形成较强的疏水缔合的物理凝胶,平衡模量Ge可达到103Pa;PMMA-b-PEG-b-PMMA浓度高于7.5 wt%可以形成弱的凝胶,Ge<10 Pa.凝胶的储存模量G′和损耗模量G″均随着PS或PMMA链段的增长而增大.     

基于水溶性嵌段共聚物的双动态共价键交联凝胶的构建

本文采用可逆加成-裂解链转移(RAFT)聚合制备了含酰肼基和硼酸基团的N-异丙基丙烯酰胺双嵌段聚合物和含有酮羰基和葡萄糖基团的丙烯酰胺双嵌段聚合物.在不同条件下构筑了基于酰腙键和硼酸酯键交联的双动态共价键交联水凝胶,通过对其流变行为的测试探究了凝胶的综合性能.酸性条件下,硼酸酯键不能形成,酰腙键使凝胶快速形成并实现快速...     

聚苯乙烯-b-聚丙烯酸模板剂成核段长度对聚苯胺尺寸及性能的影响

以两亲性嵌段共聚物为模板是构筑导电聚合物纳米结构并对其形貌尺寸进行调控的有效方法之一。 嵌段共聚物成核段长度的变化对其胶束化行为有显著影响,进而也会改变受限于其胶束形貌的导电聚合物的形貌尺寸。 形貌尺寸的变化必然导致导电聚合物电化学性能变化。 本文欲通过嵌段共聚物模板诱导实现对聚苯胺(PANI)形貌尺寸的调控并使其电化学性能得到优化,采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法成功合成了嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸PS_x-b-PAA₇₀(x=38、64、101)并以其胶束为“模板”制备了窄相对分子质量分布的PANI。 在成核段(PS)长度较短时,模板诱导形成的棒状PANI颗粒,直径为100~200 nm。当 x=101时PANI呈现空间网状结构,其放电比容量高于其它样品,在电流密度为1 A/g时,其放电比容量可达386.71 F/g。     

MMA/MAh共聚物的合成及其凝胶聚合物电解质性能

从聚甲基丙烯酸甲酯型凝胶聚合物电解质存在的问题出发,设计制备一种甲基丙烯酸甲酯/共聚马来酸酐型凝胶聚合物电解质.采用溶液聚合法,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、顺丁烯二酸酐(MAh)为单体,其MMA与MAh单体摩尔配比为1∶1,合成了P(MMA-co-MAh)共聚物;采用凝胶色谱(GPC)、傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(MNR)、示差扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)、X-射线衍射分析(XRD)对所合成共聚物的结构进行了表征.结果表明,合成的共聚物为无规非晶型聚合物,其数均分子量Mn为6.40×104,共聚物中MMA与MAh链段摩尔比大约为8∶1,热分解温度为300℃,玻璃化转变温度(Tg)为121.3℃.以P(MMA-co-MAh)共聚物为树脂基体,环状碳酸1,2-丙二酯(PC)为增塑剂,LiClO4为电解质盐,制备了凝胶聚合物电解质(GPE),当共聚物含量为45 wt%时,GPE具有好的成膜性,其室温离子电导率为3.0×10-5S/cm.     

双响应性嵌段共聚物聚异丙基丙烯酰胺-b-聚(L-谷氨酸)的合成与表征

通过组合可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)和氨基酸可控开环聚合(ROP)两种方法,合成得到聚异丙基丙烯酰胺-b-聚(L-谷氨酸)嵌段共聚物(PNIPAAm55-b-PLGA35).以5-氨基戊醇、12-硫醇等为原料,合成了新型的芴甲氧基保护的三硫酯链转移剂.使用核磁氢谱、凝胶排阻色谱对产物进行验证.并通过紫外-可见分光光度法、透射电镜、动态光散射表征,证明了该嵌段共聚物具有刺激响应性的胶束化行为.     

基于葡萄糖和苯硼酸基元之间的可逆共价键构筑多重响应性高分子复合物胶束

通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)的聚合方法,合成了分别含有苯硼酸基元和葡萄糖基元的聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(丙烯酰胺基苯硼酸)(PNIPAM-b-PAPBA)和聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(丙烯酰葡萄糖胺)(PNIPAM-b-PAGA)二嵌段聚合物.由于苯硼酸和葡萄糖基元之间在弱碱性条件下(pH9.3)形成硼酸酯共价键,两种二嵌段聚合物的水溶液混合后能自发形成以PAPBA/PAGA络合物为核,PNIPAM为壳层的高分子复合物胶束.由于硼酸酯共价键在pH值和葡萄糖浓度改变时能可逆形成和断裂,以及胶束PNIPAM壳层的温敏性,所制备的基于苯硼酸/葡萄糖可逆共价键的高分子复合物胶束对pH、葡萄糖和温度具有多重响应性.     

温度敏感性PNIPAM-b-PZLL-b-mPEG三嵌段共聚物的合成与自组装研究

通过大分子引发剂引发ε-苄氧羰基-L-赖氨酸-N-羧酸酐(Lys-NCA)开环聚合和大分子缩合的方法合成了聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)-b-聚乙二醇单甲醚三嵌段共聚物(PNIPAM-b-PZLL-b-mPEG).用GPC和1H-NMR对其结构进行了表征.用芘荧光探针法证明了该三嵌段聚合物形成胶束的性质并测定了临界胶束浓度(CMC).动态光散射(DLS)研究表明,在固定PNIPAM-b-PZLL链段长度的情况下,mPEG分子量为2000时,胶束在温度高于临界溶解温度(LCST)时发生聚集,mPEG分子量为5000时,胶束在LCST以上没有发生聚集.     

PS-b-P4VP两嵌段共聚物的合成及其自组装的研究

双硫酯 (PhC(S)SCH2 Ph)作为链转移剂 ,AIBN作为引发剂 ,用可逆的加成 断裂链转移 (RAFT)活性自由基聚合方法 ,合成了PS大分子链转移剂 .然后在AIBN引发下 ,利用制得的大分子链转移剂 ,以DMF为溶剂 ,80℃下采用RAFT方法 ,合成了PS b P4VP两嵌段共聚物 ,通过核磁共振谱及动力学的研究证明了其活性聚合的特征 .结果表明聚合反应在 2 4h内转化率可达 95 % .并用透射电子显微镜 (TEM )和扫描电子显微镜(SEM)研究了PS b P4VP两嵌段共聚物在选择性溶剂硝基苯 四氢呋喃中的自组装行为 ,研究结果表明改变聚合物的浓度以及选择性溶剂 ,可观察到自组装行为的变化 .     

核磁共振谱研究PAA-F108-PAA 嵌段共聚物的胶束化行为

采用原子转移自由基聚合伴随水解的方法合成了聚丙烯酸-聚醚嵌段共聚物(PAA-F108-PAA), 并通过氢核磁共振波谱和二维核Overhauser效应谱(2D NOE)研究了温度、 羧酸基团中和度(α)及盐浓度对PAA-F108-PAA嵌段共聚物在水溶液中胶束化行为的影响. 结果表明, PAA-F108-PAA分子的临界胶束化温度受α影响较小, 受盐的种类和浓度影响较大. 当α=0.14(0.01 mol/L KCl)时, 在6 ℃条件下, PAA-F108-PAA分子处于塌缩状态, 而在60 ℃条件下, 聚氧化丙烯(PPO)链段发生疏水聚集形成胶束的核, PAA链段与PEO链段相互作用形成胶束的壳; 当α=0.80(0.01 mol/L KCl)时, 在6 ℃条件下, PAA-F108-PAA分子处于相对伸展状态, 而在60 ℃条件下, PPO链段仍发生疏水聚集形成胶束的核, PEO与PAA彼此分离形成胶束的壳. 增加KCl的浓度至1 mol/L, PAA-F108-PAA分子的临界胶束化温度显著降低, KCl对PPO和PEO链段都表现出脱水作用. 但KI的浓度增加至1 mol/L时, PAA-F108-PAA分子的临界胶束化温度仅略微增加, KI对PPO链段表现出脱水作用, 而对PEO链段表现出增溶作用.     

无柔性间隔基侧链型液晶高分子复合定形相变材料的制备与性能研究

设计合成了一系列具有不同烷氧基尾链长度的单体4′-烷氧基-4-联苯酚甲基丙烯酸酯Mbi Cm(m=1,2,4,6,8,10,12,14,16,18),通过自由基聚合方法合成了相应的具有不同烷氧基尾链长度的无柔性间隔基侧链型液晶高分子PMbi Cm,将所得的侧链型液晶高分子和相变材料石蜡按一定质量比混合,通过"加热-冷却法"成功制备了定形相变材料.通过凝胶测试发现当尾链长度为m=12,14,16,18时,高分子对固体石蜡具有良好的凝胶定形效果,且随着烷氧基尾链的增长,聚合物和石蜡的相容性增加,最低凝胶浓度降低,得到定形相变材料的凝胶解缔温度也相应下降.通过示差扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)、流变(Rheology)等测试考察了定形相变材料的相变储能性能、热稳定性和流变性能,实验结果表明该定形相变材料具有相变焓值高、热稳定性好、凝胶强度高等优点.通过红外光谱(FTIR)、偏光显微镜(POM)和扫描电镜(SEM)等测试发现PMbi Cm通过非共价键作用力自聚集形成三维凝胶网络结构,对石蜡起固定支撑作用.