以P2VP-b-PEO嵌段共聚物結(jié)晶為模板制備兩面粒子.pdf

1、兩面粒子是一類具有各項(xiàng)異性，并且其兩個(gè)半球表面性質(zhì)是截然不同的粒子。由于兩面粒子具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)組成，因此其表現(xiàn)出與眾不同的物理化學(xué)性能，在生物傳感器、藥物輸送、納米電子等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。兩面粒子的制備方法有很多，利用嵌段共聚物來制備兩面粒子是近幾年比較熱門的課題，由于不同的聚合物鏈之間呈現(xiàn)出不同的物理化學(xué)性質(zhì)，但由于共價(jià)鍵的連接，它可以將不同聚合物鏈的優(yōu)異性能結(jié)合起來，因此常常具有與眾不同的優(yōu)異性能。另外，嵌段共聚物由于嵌段

2、之間的不相容性，促使其極易發(fā)生自組裝，在范德華力、氫鍵作用、靜電力等外部條件作用下，可以通過自組裝形成具有特殊結(jié)構(gòu)的聚集體或者超結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上改變外部條件，可以促使嵌段共聚物發(fā)生相分離，形成新穎的二維或三維結(jié)構(gòu)。本文主要探討了聚2-乙烯基吡啶-b-聚環(huán)氧乙烷(P2VP-b-PEO)在稀溶液中的結(jié)晶條件，結(jié)晶過程中的形態(tài)轉(zhuǎn)變以及結(jié)晶機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上利用P2VP-b-PEO結(jié)晶為模板制備兩面粒子。
　　(1)采用正丁醇和乙酸正戊

3、酯混合溶劑對(duì)P2VP-b-PEO嵌段共聚物進(jìn)行溶液結(jié)晶，制備出PEO單晶。通過改變混合溶劑中正丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，觀察不同溶劑組成下的結(jié)晶形態(tài)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)正丁醇含量為15wt.％（即混合溶劑中正丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％，而乙酸正戊酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85％）時(shí)，形成的晶體尺寸較為均一，形貌較好;在結(jié)晶溶液配制過程中加入少量的氯金酸，降低溶液中P2VP嵌段的溶解性，觀察其結(jié)晶行為，發(fā)現(xiàn)嵌段共聚物的結(jié)晶速率有明顯的降低，而且生成晶體的尺寸減小;另外，在結(jié)晶

4、后的溶液中加入少量的氯金酸溶液，證明溶液結(jié)晶后得到的是一種P2VP聚合物刷接枝在PEO單晶表面的嵌段共聚物刷結(jié)構(gòu)。
　　(2)在混合溶劑中當(dāng)正丁醇含量為15wt.％，得到的晶體形貌最好，以此作為最佳的混合溶劑比例，研究了結(jié)晶過程中的形態(tài)轉(zhuǎn)變并推導(dǎo)出結(jié)晶機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在過冷(-33℃)過程中，溶液快速結(jié)晶，形成無規(guī)則晶區(qū)，當(dāng)溶液轉(zhuǎn)移至結(jié)晶溫度(-3℃)時(shí)，無規(guī)則晶區(qū)要部分溶解，未溶解部分作為晶體生長的晶核;另外，在結(jié)晶過程中有

5、兩面膠束的產(chǎn)生，并且由于結(jié)晶誘導(dǎo)作用，兩面粒子聚集在一起形成嵌段共聚物單晶。
　　(3)利用P2VP-b-PEO嵌段共聚物在稀溶液中結(jié)晶為模板制備了兩面粒子。利用無機(jī)前驅(qū)體絡(luò)合帶有P2VP聚合物刷的PEO單晶，在經(jīng)過無機(jī)前驅(qū)體絡(luò)合后，P2VP比較容易聚集在一起，改變?nèi)芤旱耐獠凯h(huán)境，可以促使嵌段共聚物中的不同嵌段發(fā)生相分離，經(jīng)還原無機(jī)前驅(qū)體促使形成無機(jī)/嵌段共聚物復(fù)合的兩面粒子。另外，在P2VP-b-PEO/正丁醇體系中加入少量的氯