聚合物聚集體形貌控制研究.pdf

1、嵌段共聚物由于其特殊的化學和物理性質，已作為熱塑性彈性體、表面修飾劑、增溶劑、表面活性劑等廣泛地應用于工業(yè)部門。由于高分子材料的性能與聚集體的形貌密切相關，因此研究聚集體形貌與性能的關系，并制備符合人們需求的高分子材料具有重要意義。本論文主要研究了嵌段聚合物聚集體的制備及影響其形貌的各種因素，取得的研究成果如下：
　　 1）采用ATRP法，成功地合成了兩親性嵌段聚合物PEO-b-PNAS，通過乙二胺交聯(lián)嵌段聚合物在水中形成的膠束

2、，制備了穩(wěn)定的核交聯(lián)膠束。在玻璃和硅片基底上對其進行自組裝，得到了花狀聚集體。通過研究發(fā)現(xiàn)有多種因素會影響聚集體形成，例如溶劑蒸發(fā)的快慢、基底的性質和嵌段的鏈長比。豐富了自組裝條件與形成的聚集體形貌兩者之間的理解，也為制備不同形貌的聚集體提供了一種方法。
　　 2）以PEO-TC和AIBN分別作為轉移劑和引發(fā)劑，采用RAFT分散聚合法成功制備了由PS-b-PEO組成的多種聚集體形貌，如球形膠束、納米線及囊泡。研究發(fā)現(xiàn)，PS與PE

3、O的鏈長比是促使形貌發(fā)生轉變的決定性因素。通過調節(jié)苯乙烯的濃度、投料比及反應時間，可以控制這一轉變，以制備預定形貌的聚集體。
　　 3）應用RAFT法合成了均聚物PDMAa-SC(S)S-PDMAa，并用其作為大分子鏈轉移劑兼穩(wěn)定劑，通過PISR方法制備了球形膠束、棒狀膠束、囊泡和復合囊泡等諸多聚合物形貌。此反應體系一鍋中即可實現(xiàn)三嵌段共聚物PDMAa-b-PS-b-PDMAa的形成、自組裝及形貌轉變。與兩嵌段共聚物PDMAa-

4、b-PS體系相比，三嵌段共聚物體系具有不同的形貌轉變行為，嵌段PDMAa較弱的穩(wěn)定聚集體的能力導致在PS/PDMAa鏈長比較小時出現(xiàn)球到棒，棒到囊泡，囊泡到復合囊泡的轉變，這與三嵌段共聚物和兩嵌段共聚物分子鏈在聚集體中不同的排列方式有關，三嵌段共聚物的分子鏈是彎曲的，兩嵌段共聚物分子鏈則呈伸展狀態(tài)。三嵌段共聚物分子鏈在聚集體中的排列方式可以通過調節(jié)投料比和苯乙烯的濃度來實現(xiàn)。
　　 4）拓展了由可控自由基聚合直接制備功能高分子納

5、米材料的方法。通過RAFT聚合法合成了含有吲哚啉螺吡喃單元的大分子鏈轉移劑P(4VP-SPMA)-TC，用其作為穩(wěn)定劑，通過PISR方法聚合苯乙烯，制備了由P(4VP-SPMA)-b-PS組成的可逆光致變色的囊泡。通過研究光敏聚合物在囊泡狀態(tài)和DMF溶液狀態(tài)下的光致變色性能，發(fā)現(xiàn)在相同濃度下，囊泡狀態(tài)下的光敏聚合物經365 nm的紫外線照射后具有更強的熒光和更好的可逆變色性能，主要是因為囊泡的存在限制了吲哚啉螺吡喃單元的分子運動，降低了

6、包括螺吡喃的三重激發(fā)態(tài)在內的雙分子間的光降解反應。
　　 5）介紹了一種制備環(huán)狀聚集體的方法。以TC-PEO-TC作為大分子鏈轉移劑兼穩(wěn)定劑，AIBN為引發(fā)劑，進行RAFT分散聚合單體苯乙烯，成功合成了由三嵌段共聚物PS-b-PEO-b-PS組成的多種形貌的聚集體。在此聚合體系中出現(xiàn)了一種新的形貌轉變順序，即球形膠束，納米棒，環(huán)，囊泡。PS與PEO的鏈長比是促使形貌發(fā)生轉變的決定性因素。通過調節(jié)苯乙烯的濃度、投料比及反應時間，可