偶氮本超支化聚合物的合成及其自组装

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偶氮苯聚合物的独特光响应性使其在光信息存储、液晶显示、光驱动分子马达等领域有着广阔的应用前景。超支化聚合物是一类新型的三维支化大分子,含有许多末端功能基团和内部空穴,且合成简便,因此它在药物载体和自组装体等领域有着潜在的应用价值而逐渐成为高分子领域研究的热点。将偶氮苯基团嵌入到超支化结构体系中,得到的偶氮苯超支化聚合物既能发挥偶氮苯的光响应性,又能兼顾超支化的优点,极大的丰富了偶氮苯或偶氮苯聚合物的应用。  本文通过迈克尔加成聚合的方法成功地制备了一系列多重响应性偶氮苯超支化聚合物,并对其末端进行修饰,开展了它们溶液自组装行为的研究,并探索了温度、光和溶液pH值对其自组装行为的影响。此外,还研究了该偶氮苯超支化聚合物的光响应性能,通过原位还原引入Ag纳米粒子,考察了Ag对聚合物光响应性能的影响。具体的研究内容如下:  (1)利用A2和B2B'单体一步迈克尔加成聚合的方法成功制备了一系列端胺基偶氮苯超支化聚合物HPAzoAMAM,并研究了它们在溶液中的自组装形貌,初步探索了组装体的光和温度响应性及其机理。拓展了偶氮苯聚合物种类的多样性和功能的可控性。  (2)再次利用迈克尔加成聚合的方法对其中一种HPAzoAMAM末端进行修饰得到两亲性多重响应性超支化聚合物HPAzoAMAM-star-EG3,发现其在溶液中能组装成形貌和尺寸均匀的聚集体,探索了HPAzoAMAM-star-EG3聚集体的温度和pH响应性及其机理。发现,HPAzoAMAM-star-EG3胶束随着温度的升高体积会发生收缩;研究了溶液pH值对胶束的影响,在较低pH值时,胶束瓦解为更小的粒子,在较高pH值时胶束能稳定存在。  (3)主要研究了HPAzoAMAM-star-EG3的光响应性能,发现其聚合物原液和胶束溶液在紫外光和可见光的照射下可发生可逆的光致异构化行为,球形胶束在偏振光的照射下形变为梭形。通过HPAzoAMAM-star-EG3不同初始溶液浓度制备了不同大小的球形胶束,研究了胶束的粒径大小对其光致形变程度的影响。此外还将HPAzoAMAM-star-EG3(含有胺基和叔胺基)聚集体作为纳米粒子反应器,通过原位还原法制备了胶束-Ag纳米粒子复合体,发现Ag的引入能有效调控HPAzoAMAM-star-EG3胶束的光致异构化速率和光致形变速率,为偶氮苯聚合物能更好、更全面地发挥其光响应性应用提供了新的思路。
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