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本文设计合成了两种新型的杂化柱状聚合物分子刷，即侧链为伞状聚合物（线形聚合物与树枝状分子的嵌段共聚物）的聚合物分子刷以及两端连接有线形聚合物的ABA型杂化聚合物分子刷（B段为聚合物分子刷）。研究了两种新型杂化聚合物分子刷的合成过程，以及ABA型杂化聚合物分子刷在A段选择性溶剂中的自组装行为。论文的主要内容如下:
1.通过结合Grafting from和Grafting onto方法合成了伞状侧链的杂化柱状聚合物分子刷。首先，通过原子转移自由基聚合(ATRP)，以聚甲基丙烯酸2-(2-溴异丁酰氧)乙酯(PBIEM)为主链大分子引发剂，丙烯酸叔丁酯(tBA)为单体合成了侧链为聚丙烯酸叔丁酯(PtBA)的聚合物分子刷(PBIEM-g-PtBA-Br)，通过叠氮化钠(NAN3)的亲核取代反应将侧链PtBA的末端基团-Br转换为-N3。随后通过铜催化的叠氮-炔环加成(CuAAC) Click反应将焦点为炔基的不同代数的聚酰胺型树枝状分子Gn接枝到到聚合物分子刷PBIEM-g-PtBA-N3上。Click反应的效率依赖于树枝状分子的代数，当[Gn]∶[N3]=1时，G1的接枝效率为95％，而G2和G3分别为84％和73％。原子力显微镜结果表明接枝了树枝状分子G3的杂化柱状聚合物分子刷的直径明显大于未接枝前的柱状聚合物分子刷。
2.通过结合可控自由基聚合、聚合物后修饰以及CuAAC点击反应合成了中间段为聚合物分子刷的ABA三嵌段共聚物，并研究了其在A段选择性溶剂中的自组装行为。首先，利用两步可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合合成了聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)与聚N-甲基丙烯酰氧乙基吡咯烷酮(PNMEP)的ABA三嵌段共聚物PNMEP-b-PHEMA-b-PNMEP，接着通过酯化反应将炔基引入中间段得到ABA三嵌段共聚物PNMEP-b-P(HEMA-ay)-b-PNMEP，通过ATRP反应及端基后修饰合成了侧链PS-N3，随后利用铜催化的叠氮-炔（CuAAC）Click反应将PS-N3接枝到中间段，得到中间段为聚合物分子刷的两亲性ABA三嵌段共聚物PNMEP-b-P(HA-g-PS)-b-PNMEP，并通过SEC和NMR对其结构进行了表征。在A段PNMEP的选择性溶剂诱导下，研究了其自组装的行为。结果表明，其自组装形貌依赖于中间段聚合物分子刷的主链长度以及选择性溶剂的极性。在选择性溶剂甲醇和乙醇中，主链聚合度短的杂化聚合物分子刷自组装形成二维有序的盘状胶束，此盘状胶束的厚度为33 nm，与中间段聚合物分子刷的长度相吻合，而主链聚合度大的杂化聚合物分子刷则自组装形成囊泡，在选择性溶剂水中，两种样品都自组装形成无序核的球形胶束。
3.利用上述合成方法，合成了中间段为核-壳结构聚合物分子刷的两亲性ABA三嵌段共聚物PNMEP-b-P(HA-g-PtBA-b-PS)-b-PNMEP，此杂化聚合物分子刷在选择性溶剂甲醇中自组装形成盘状胶束，盘状胶束的厚度为33 nm，与聚合物分子刷的长度相吻合，此盘状胶束是一类多组分的聚合物胶束。我们通过选择性的染色PS相，研究了此盘状胶束的结构，证明了此盘状胶束是由聚合物分子刷有序堆积而成。同时研究了在不同含量的选择性溶剂甲醇中，盘状胶束随时间的分级自组装规律。结果表明此二维有序的盘状胶束在选择性溶剂最终含量为80 v％时，盘状胶束相互融合为尺寸更大的片状胶束，最终这些大尺寸的片状胶束各自围起来成形成囊泡，而在90 v％含量时，这些盘状胶束则融合成尺寸更大的聚合物薄膜。这种核-壳结构侧链的中间段聚合物分子刷可以方便的制备图案化的盘状聚合物胶束。