“荷叶的自清洁效应”近年来受到不少科学家的追捧,因此荷叶表皮结构的研究对模拟仿生荷叶意义重大。从分子水平上研究和模拟荷叶结构的方法中,自组装体系的研究尤为收到关注。组分自主构筑成团或结构物的过程称为自组装(self-assembly,简称SA),自组装过程能使无序状态转变成有序状态。在分子自组装中,单分子自组装相对于多分子自组装具有结构稳定和对浓度不敏感的优点。大分子通过自组装形成特殊结构是发挥或增强其功能性的重要途径之一。聚合方法中,开环移位聚合(ROMP)具有双键保留功能,使得聚合物链具有刚性,并且聚合单体侧基对的大小和性质对聚合行为的影响很小;可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合中,由于R和Z基团始终处于聚合物的链末端,因此可以不断接枝聚合,且接枝过程中不引入金属离子杂质。随着联用研究的发展,联用ROMP和RAFT聚合已制备出星型、树枝型等拓扑结构的大分子。目前用于自组装的大分子大多是嵌段聚合物、超支化聚合物分子,而梳状大分子的单分子自组装还少有研究。本文主要通过联用ROMP和RAFT聚合合成支链梳状功能大分子,大分子的主链由ROMP活性聚合而成,具有刚性;支链分别由4-乙烯基吡啶(4VP)和丙烯酸叔丁酯(tBA)的RAFT聚合而成,具有柔性。并考察了其单分子在界面的自组装对不同基底疏水性的改性和修饰。具体研究的内容和结果如下:1、首先,为了同时适应单体4VP、tBA、丙烯酸(AA)的活性聚合,选择三硫酯链转移剂(DDMAT)为链转移剂前驱体,DDMAT和5-降冰片烯二甲醇发生酯化反应制备含降冰片烯官能团的三硫酯链转移剂T,通过薄层色谱和1H NMR核磁分析得成功合成链转移剂T,收率为89%。2、通过RAFT聚合方法探索链转移剂T调控单体4VP、tBA、AA的活性RAFT聚合的动力学。在分子量线性增长范围内,在4VP聚合3h,tBA聚合3h,AA聚合2h后终止聚合。其中PAA的分离比较困难。3、以二氯甲烷为溶剂,Grubbs二代催化剂为引发剂对含链转移剂的单体进行ROMP聚合合成大分子链转移剂T′,转化率为80.8%,聚合度104。根据核磁计算得到聚合物的Mn为24529g/mol。4、以DFM为溶剂,V501为引发剂,用进行过ROMP聚合的大分子链转移剂T′调控单体4VP、tBA进行RAFT活性聚合合成梳状功能大分子。在线性增长范围内,3h后终止聚合,由核磁表征结果平均接枝率分别为50%和55.6%,平均接枝长度分别为306和245。5、为了探索聚合物自组装的作用,将大分子链转移剂T′调控下的4VP和tBA的聚合物P4VP和PtBA配成0.001wt%的单分散DMF溶液,用不同的基底,铜、铁、硅片、铝箔、玻璃片分别蘸取溶液,溶剂挥发后,通过AFM表征,单分子在固体表面自组装呈阵列形式,类似于荷叶表面的微结构。为测试其疏水性应用,将水滴到基底上其动态现象类似荷叶表面的自清理现象,之后测其水的接触角,结果表明表面疏水性的增加不仅与聚合物支链的组成有关,也与基底有关,基底与支链的相互作用影响单分子阵列形态,通过改变支链组成为改变基底疏水性提供了方法。