新型嵌段聚輪烷的合成與表征及其自組裝行為的研究.pdf

1、超分子化學(xué)是一門新興學(xué)科，主要研究分子與分子間的相互作用力及其協(xié)同。目前超分子化學(xué)已經(jīng)成為一個與近代化學(xué)、材料學(xué)、凝聚態(tài)物理、生命科學(xué)等多門學(xué)科相互交叉的跨學(xué)科的研究領(lǐng)域。環(huán)糊精則是超分子化學(xué)中一個非常重要的研究主體，由于其獨(dú)特的疏水空腔、親水的空腔外圈結(jié)構(gòu)，許多體積、極性適合的小分子和線型聚合物能與環(huán)糊精形成具有(準(zhǔn))輪烷、(準(zhǔn))聚輪烷拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的內(nèi)含復(fù)合物。本論文對(準(zhǔn))聚輪烷的合成及嵌段共聚物的自組裝行為,特別是含剛性嵌段共聚物的自

2、組裝行為的研究進(jìn)展進(jìn)行了闡述。通過配位開環(huán)聚合（ROP）和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）成功合成了一種新型嵌段聚輪烷α-CD-PCL-b-PMPCS。首先以蒽甲醇為引為劑，鋅酸亞錫為催化劑，由ε-己內(nèi)酯制得了一端封端的聚己內(nèi)酯，并以此同α-溴代異丁酰溴反應(yīng)制得含溴端的大分子引發(fā)劑PCL-Br；然后通過自組裝制得準(zhǔn)聚輪烷α-CD-PCL；最后通過ATRP，引發(fā)單體MPCS在DMF溶液中進(jìn)行聚合，成功地合成了嵌段聚輪烷α-CD-PCL-b-

3、PMPCS。通過1H NMR，GPC和固體13CCP/MAS NMR對它們進(jìn)行了檢測與表征。采用WAXD對它們的相行為及相轉(zhuǎn)變進(jìn)行了考察。WAXD及固體13CCP/MAS NMR證實(shí)了在嵌段聚輪烷α-CD-PCL-b-PMPCS上，聚輪烷形成了一種隧道狀結(jié)構(gòu)。并采用POM研究了嵌段聚輪烷的液晶性行為。進(jìn)一步研究了嵌段聚輪烷在DMF與THF，DMF與水等不同的混合溶液中的自組裝行為，通過原子力掃描電鏡(AFM)考察了嵌段聚輪烷在不同的混合

4、溶劑和不同濃度條件下的自組裝膠束化行為。在DMF與水的混合溶液體系中，嵌段聚輪烷會形成一種以PMPCS鏈段為核，α-CD-PCL為殼的，具有大殼小核的星形膠束。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)其自聚集形態(tài)與體系中水的含量密切相關(guān)，當(dāng)體系中水的含量達(dá)一定值后，自聚集形態(tài)才會形成。在DMF與THF的混合溶液體系中，形成一種以α-CD-PCL鏈段為核，PMPCS為殼的，具有大核小殼的平頭膠束，得到了許多不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的聚集體。并對膠束的形態(tài)結(jié)構(gòu)隨著選擇性溶劑的調(diào)整而發(fā)