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聚合物纳米粒子因其独特的结构而呈现出诸多新奇的物理、化学特性,在光学、食品工业、高性能涂料、高分子催化剂、生物医用材料等方面有广泛的应用前景,因此引起了普遍的关注。本论文采用简便易行的方法-聚合诱导自组装,得到了粒径均一的“核-壳”结构的聚合物纳米粒子。在选择性溶剂甲苯中,采用开环易位聚合(ROMP)的方法,用第一代钌卡宾催化剂(Ru-I)引发,首先加入单体-2,3-二异丁酰溴甲氧基-5-降冰片烯(BNBE)反应一段时间得到均聚物(PBNBE),然后加入单体-7-氧代降冰片烯二甲酯(ONBDM)再反应一段时间。由于第一个单体的均聚物在甲苯中溶解性很好,而第二个单体的均聚物在甲苯中溶解性很差,利用两个嵌段的溶解性差异,直接得到分散性好,粒径均一的以PBNBE为壳,以PONBDM为核的壳官能化的胶束。考察了不同投料比,浓度对胶束结构形态的影响。用核磁(NMR),元素分析(EA),凝胶渗透色谱法(GPC),动态光散射(DLS),原子力显微镜(AFM),透射电镜(TEM)对其组成与形态进行表征。结果表明:聚合物胶束的直径随着PBNBE嵌段的增长而增大,随着PONBDM嵌段的增长反而减小;通过此方法可简便的得到了分散性好,粒径均一,稳定的壳官能化的胶束。
在此基础上,利用均聚物在甲苯中的溶解性差异及BNBE单体上的叔溴基团,通过ROMP,原子转移自由基聚合(ATRP),闭环易位反应(RCM)及水解等步骤得到聚合物空心纳米粒子。首先用ROMP的方法,在氯仿中用Ru-I引发,依次加入单体ONBDM、降冰片烯(NBE)与BNBE,得到分子量分布窄、结构可控的嵌段聚合物PONBDM-b-PNBE-b-PBNBE。然后在氯苯溶剂中,以CuBr/PMDETA作催化剂,以嵌段聚合物PONBDM-b-PNBE-b-PBNBE为引发剂,引发4-丁烯基苯乙烯(BS)进行ATRP。得到的ATRP产物在甲苯中能形成粒径均一,大小可控的胶束。由于该产物有大量的双键,因此将该产物分散在甲苯中,用Ru-I进行RCM反应,得到壳交联的胶束。最后通过酸解,得到空心纳米粒子。用NMR,GPC对其组成进行表征。用DLS,AFM和TEM对其形态进行表征,得到粒径为100 nm左右的稳定的空心胶束。