非線形嵌段共聚物的合成及自組裝.pdf

1、高分子科學(xué)和材料科學(xué)的迅猛發(fā)展對基礎(chǔ)的高分子研究提出了新的要求，如何合成結(jié)構(gòu)新穎的高分子化合物，并在此基礎(chǔ)上制備性能優(yōu)異的高分子材料，成為國內(nèi)外高分子工作者研究的熱點。而非線形嵌段共聚物恰好具有結(jié)構(gòu)豐富，性能多樣的特點，在物理，化學(xué)，生物等學(xué)科方面都具有廣泛的應(yīng)用前景?；钚宰杂苫酆虾透鞣N高效的有機反應(yīng)的發(fā)展，為合成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的非線形嵌段共聚物提夠了幫助。靈活地利用這些高分子學(xué)科的前沿技術(shù)，簡單的合成出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的非線形嵌段共聚物，研究其自

2、組裝行為，并利用它們開發(fā)出新的材料，已經(jīng)成為高分子科學(xué)和材料科學(xué)中的一個重要課題。在前人工作的基礎(chǔ)上，本論文在非線形嵌段共聚物的合成及自組裝方向上進行了有意義的拓展：結(jié)合活性自由基聚合和超支化聚合等方法，合成出了多種非線形嵌段共聚物，如H形嵌段共聚物，線形-超支化嵌段共聚物，含超支化組分的三雜臂嵌段共聚物以及功能化的星形聚合物等；利用制備出的非線形嵌段共聚物，研究了它們的自組裝行為。并在此基礎(chǔ)上，制備了碳納米管-聚合物復(fù)合材料。具體研究

3、結(jié)果簡述如下： 1.采用ATRP聚合，成功制備了一系列結(jié)構(gòu)明確，分子量分布較窄的兩親性H形嵌段共聚物，并研究它們在水溶液中的自組裝行為，得到多種形貌各異的空心囊泡聚集體。這些空心結(jié)構(gòu)可通過疏水鏈段的水解，交聯(lián)固定下來，而制備出有機-無機雜化材料。它們的形貌可通過H形嵌段共聚物物的鏈段比進行調(diào)節(jié)。 2.利用合成好的H形嵌段共聚物和多壁碳納米管，在水溶液中進行自組裝，得到聚合物包裹的碳納米管復(fù)合材料。由于表面沒有共價接枝，碳

4、管結(jié)構(gòu)沒有被破壞，同時聚合物在碳管表面自組裝形成了形貌各異的聚集體。因此得到的碳管復(fù)合材料中綜合了碳納米管和聚合物兩者的性質(zhì)，有望在藥物緩釋和材料增強領(lǐng)域得到應(yīng)用。 3.結(jié)合開環(huán)聚合(ROP)和自縮合乙烯基聚合(SCVP)，利用雙官能團引發(fā)劑，一步法制備出線形-超支化聚合物。聚合過程中，自縮合單體(inimer)會自聚，生成超支化副產(chǎn)物，而使得到的聚合產(chǎn)物為混合物。利用兩類聚合物溶解性的差別，可以將超支化副產(chǎn)物分離掉，制備出結(jié)構(gòu)

5、明確的，窄分布的線性-超支化聚合物。 4.結(jié)合ROP和SCVP制備出含超支化組分的三雜臂星形聚合物。其合成路線是：先合成出帶羥基和三硫代酯基團的PEG大分子引發(fā)劑。分別引發(fā)inimer單體進行SCVP和己內(nèi)酯進行開環(huán)聚合，得到產(chǎn)物。由于inimer的自引發(fā)，產(chǎn)物中含有超支化副產(chǎn)物。通過選擇性沉淀，最終成功制備了含超支化PBBEA單元的三雜臂星形聚合物，PEG-PBBEA-PCL。 5.通過arm-first方式，制備出含