两亲无规聚合物的聚集行为及其与非离子表面活性剂的相互作用

以2-丙烯酰胺基-十二烷基磺酸(AMC12S)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行无规共聚,合成了含AMC12S摩尔分数(X)较高(X=0.1,0.3,0.5)的一系列两亲聚合物.采用稳态荧光及动态光散射技术对聚合物在水溶液中的聚集行为及其与三种非离子表面活性剂(HO(CH2CH2O)10C12H25(C12E10)、HO(CH2CH2O)20C12H25(C12E20)和HO(CH2CH2O)40C12H25(C12E40))的相互作用进行了研究,并考察了X对聚集行为的影响以及表面活性剂亲水基团长度对相互作用的影响.随着X的增大,聚合物的临界聚集浓度(CAC)明显减小,X=0.5时聚合物的CAC低达0.0039g·L-1.聚集体的流体力学半径(Rh)都大于26nm,并随着聚合物浓度的升高而增大,说明聚合物分子主要以分子间的聚集方式聚集,形成多分子聚集体.随X的增大,聚集体Rh减小,同时Rh随聚合物浓度升高而增大的幅度减小,说明聚集体结构变得更加紧实.表面活性剂与聚合物之间存在很强的相互作用,在混合溶液中表面活性剂浓度达到临界胶束浓度(CMC)左右时聚合物聚集体开始解离,形成混合聚集体.亲水基团长度增长,表面活性剂对聚合物聚集体的解离能力随之增强.C12E40与X=0.5的聚合物形成的混合聚集体Rh为6.8nm,与C12E40自身形成的聚集体尺寸相当.     

刺激响应型聚合物刷的研究进展

本文综述了刺激响应型聚合物刷的研究进展,阐述了刺激响应型聚合物刷的分类、与基体表面的连接方式以及常规制备方法,介绍了离子强度、温度、pH值、光、溶剂等刺激响应型聚合物刷及其研究现状,并对相应的刺激响应机理进行了探讨。此外,本文还综述了多重刺激响应型聚合物刷的制备设计思路及其刺激响应特性,概述了聚合物刷在响应外界刺激后对基体的弯曲作用以及利用该作用进行可控三维自组装,并对刺激响应型聚合物刷的应用前景进行了展望。     

Gemini表面活性剂分子结构对其水溶液中聚集行为的影响

Gemini表面活性剂是通过联接基团将两个具有亲水亲油性质的两亲结构单元在其亲水头基上或靠近亲水头基处以共价键方式连接而成的一类表面活性剂。这类表面活性剂由于联接基团的引入具有比传统单链表面活性剂更高的表面活性,同时分子结构中更多的可调控因素使其在水溶液中表现出更为丰富的自聚集行为,而且分子不同部位结构的改变对分子内或分子间相互作用产生不同的影响,可实现通过分子结构的设计有效调控其自聚集能力和聚集体结构。本综述将从联接基团、烷基链、亲水头基、反离子和其它功能性基团这五个方面概述近些年Gemini表面活性剂水溶液中聚集行为方面的研究进展,总结人们对Gemini表面活性剂分子间相互作用规律的认识,期望对于进一步发展这类高效的表面活性剂体系提供有益的帮助。     

超分子作用介导的瓶刷聚合物构建及组装

瓶刷聚合物(BBPs)具有独特的分子结构和富有前景的应用领域,因此受到学者们日益广泛的关注。通过共价键接枝策略来合成瓶刷聚合物费时、合成困难,难以功能化。而通过非共价键作用,则容易将侧链接枝到共聚物主链上,为构建超分子瓶刷共聚物提供有利条件。超分子作用的引入,不仅带来瓶刷聚合物制备方面的灵活性,同时使材料具备更多的响应性、可逆性等功能。本文介绍了氢键、主客体相互作用、金属配位作用、离子相互作用等多种超分子作用介导的瓶刷聚合物的构建及组装,分析讨论了其各自特点、构筑策略,阐明了超分子作用介导的瓶刷聚合物的巨大应用潜能和重要研究意义,最后对其目前仍面临的问题和未来发展进行了分析和展望。     

一种梳型两亲聚合物的超分子结构

利用DSC、WAXD、IR及POM等手段对梳型两亲聚合物聚(2-丙烯酰胺基十六烷磺酸)(PAMC_(16)S)的超分子结构作了研究,对其组织形式作了考察,结果表明聚合物表现出梳型聚合物典型的层状堆砌,给出了其堆砌模型,对其液晶性也作了讨论。     

聚酰胺-胺基两亲树枝状大分子与十二烷基硫酸钠混合体系的分子聚集行为

以浊度分析、动态激光光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)以及原子力显微镜(AFM)等方法研究了以1.0代(G1)聚酰胺-胺(PAMAM)为核心、以聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(PPO-PEO)为辐射臂的树枝状大分子与十二烷基硫酸钠(SDS)之间的相互作用.值得注意的是,当树枝状大分子溶液的浓度为1%(质量分数),SDS的浓度远低于临界胶束浓度(cmc)时,体系的浊度值开始明显升高,DLS、TEM以及AFM的研究结果显示出此时聚集体的尺寸逐渐增加,意味着SDS与树枝状大分子有着很强的分子间相互作用,形成了树枝状大分子与SDS构成的复合物.当SDS浓度增高至0.1mmol·L-1(约为cmc的1%)左右时,体系的浊度值随着SDS浓度的增加变化不大,DLS、TEM、AFM的实验结果显示,聚集体尺寸趋于稳定状态.当SDS的浓度继续升高至0.25和0.5mol·L-1时,体系中形成了SDS分子间的自聚集或者存在多个SDS分子与单个树枝状大分子的分子间聚集.     

含Gemini表面活性剂结构单元的新型两亲聚电解质的合成及聚集行为

分别将Gemini型单体1,3-双(二甲基十四烷基溴化铵)-2-丙烯酰氧基丙烷(14G)或1,3-双(二甲基十六烷基溴化铵)-2-丙烯酰氧基丙烷(16G)与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC, D)共聚合反应, 合成了新型含Gemini表面活性剂结构单元的两亲性阳离子聚电解质(D14G和D16G). 采用稳态荧光、电导、动态光散射及透射电镜等手段研究了这些聚电解质在水溶液中的聚集行为. 结果表明, 临界聚集浓度(CAC)随着Gemini型表面活性剂单元含量的增加而减小, 同时随着Gemini型表面活性剂单元中疏水碳链长度的增加而降低. 这些聚电解质在水溶液中同时存在分子内和分子间两种类型的聚集体, 而且碳链越长, 形成分子内聚集体的倾向越强. 随着Gemini表面活性剂单元含量的增加, D14G溶液中聚集体的流体动力学半径(Rh)也有所增大, 而D16G溶液中的聚集体的流体动力学半径(Rh) 却略有减小.     

水溶性共轭聚合物分子刷的研究进展

水溶性共轭聚合物研究属于国际前沿研究领域,因其具有水溶性和超级信号放大作用,在生物传感领域展现出良好的应用前景.但由于传统水溶性线型共轭高分子两亲性结构特点,其含有的憎水性刚性共轭链在水溶液中易聚集,水分子对共轭链激发态的影响导致其发光效率低(一般小于30%),严重制约了其应用与拓展.如何方便有效构筑高分子的高支化是获得高荧光效率的关键.在本篇综述中,我们综述了水溶性共轭聚合物分子刷的合成技术,分析了其结构与光学性质的关系,为水溶性共轭聚合物分子刷的设计和制备提供指导.另外,总结了水溶性共轭聚合物分子刷在化学生物传感、生物成像、药物运输、癌症治疗等领域的应用,最后对水溶性共轭聚合物分子刷存在的主要问题以及未来的热点方向进行了分析和展望!     

两亲聚合物网络的研究进展

本文介绍了两亲聚合物网络的研究进展, 分别从合成、结构与性能以及应用三个方面作了较详细阐述。     

含有识别基团的两亲性给-受体型分子的聚集行为

利用紫外-可见光谱、表面光电压谱及荧光发射谱对两种以具有识别功能的巴比妥酸基团作为受体的两亲性给-受体型分子,5-(-4-十二烷氧基苯乙烯基)-(1H,3H)-2,4,6-嘧啶三酮(PB₁₂)和5-(-4-N,N-二-十二胺基苯乙烯基)-(1H,3H)-2,4,6-嘧啶三酮(AB₁₂) 的聚集行为进行了研究.结果表明,在分子间氢键、π-π及van der Waals等弱相互作用的协同调控下,随着浓度的增加,PB₁₂形成J-聚集体,而AB₁₂形成柱状囊泡形H-聚集体.当溶液浓度大于10^-4 mol/L时,PB₁₂在峰值波长500 nm附近出现来源于J-聚集体的扭曲分子内电荷转移带(TICT) 的发射,AB₁₂在峰值波长600 nm附近出现来源于H-聚集体的激基缔合物的荧光.     

Aggregation Behaviors of Novel Amphiphilic Dendrimers at Solid-Liquid Interface

Generation 1 poly(amidoamine) dendrimer is modified with different alkyl tails. A series of novel quaternary ammonium with dendrimeric framework has been obtained, which is abbreviated as QPAMC_m (m represents the carbon number of the alkyl tail). The modified dendrimers were deposited onto the mica substrate from the solution and the aggregation properties including the morphology and the dynamic process of the adsorption were studied by atomic force microscope (AFM), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and contact angle measurement. Results show that the bulk concentration and the length of hydrophobic tails significantly affect the aggregate morphology at mica-aqueous interface. With the increasing of the bulk concentration and the adsorption time the sphere aggregates transform to semi-continuous film, which is very different from conventional surfactants and linear polymers. The interaction between the hydrophobic tails might be stronger and the alkyl chains may tilt or wind when the end tail is long enough. The contact angle measurement indicates that the hydrophobicity of the solid surface adsorbed with the dendrimers vary regularly. The contact angles rise with the increasing periphery alkyl chains length of the dendrimers.     

系列双亲卟啉在水溶液及盐溶液中的不同聚集行为

分析了中性条件下在水溶液及盐溶液中系列双亲卟啉随其浓度连续变化的紫外-可见吸收光谱。结果表明,在中性条件下不同侧链取代基对双亲卟啉的聚集行为有很大影响,盐的加入导致卟啉的聚集形态发生改变,初步解释了影响卟啉聚集的原因。     

无机盐对氟烷基封端的嵌段共聚物在水相聚集行为的影响

以含氟醇钾盐(NFHO-K )作为引发剂,通过阴离子活性聚合方法合成了氟烷基封端的聚甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯-block-聚甲基丙烯酸-2-(二乙氨基)乙酯嵌段共聚物(NFHO-PDMA-b-PDEA).该共聚物与一般的含氟嵌段共聚物相比,既具有优良的表面活性,又具有较好的溶解性.通过对溶液表面张力的测定,荧光探针法对溶液临界聚集浓度(cac)的测定和透射电子显微镜(TEM)对共聚物在溶液中胶束形态的研究,发现无机盐对共聚物在水溶液中的聚集行为有明显的影响,并可以增强共聚物的表面活性.     

共轭高分子链构象和溶液聚集结构研究进展

共轭高分子具有优异的光电性质和可加工性,被广泛用于有机光电器件的制备。共轭单元的存在使得此类高分子具有更刚性的主链结构。由于较强的分子间相互作用,共轭高分子容易在溶液中形成组装结构。共轭高分子的链构象、组装体结构、薄膜形貌和光电性能之间的联系研究成为了本领域的研究热点。然而,共轭高分子在可见光区存在较强的吸收效应,用传统的光散射技术对共轭高分子溶液的研究充满挑战。本文总结了近年来对于共轭高分子链刚性的研究,并从分子尺度上讨论了链结构与光学、电学性能间可能存在的关联;进一步阐述了共轭高分子溶液聚集的形成和演化,总结了溶液聚集与成膜过程中影响场效应迁移率的因素。试图在不同尺度上讨论共轭高分子的微观结构与宏观性能之间的关系。     

水溶性高分子聚集行为荧光非辐射能量转移研究进展

评述了近几年荧光非辐射能量转移有疏水改性聚电解质的疏水聚集、高分子水溶液相变伴随的分子链塌陷、水溶性高分子与表面活性剂的相互作用等研究中的新进展,阐明了非辐射能量转移技术在水溶性高分子研究中的重要作用。     

Effect of Frontier Orbital on Aggregation Behavior of Barbituric Acid Derivatives

IntroductionA greatdeal of organic compounds with a D-π-A structure have been synthesized and theirphotophysical and photochemical properties havebeen extensively studied due to their potentialapplication in nonlinear optics,opto- electricalconversion and light- harvesting systems etc[1,2 ] .Tofabricate useful devices,itis necessary to assemblethose functional molecules into the organizedsupramolecular assemblies[3— 5] . Barbituric acidderivatives have been widely employed to fabricatenanos…