两亲性嵌段共聚物(BCPs)在选择性溶剂中可以自组装形成不同形貌的胶束,这些胶束在生物药物递送、微反应器化学和纳米结构模板中的潜在应用,因此在过去几十年中越来越引起研究人员的关注。影响BCP在溶液中自组装的因素有很多,例如:嵌段长度、胶束浓度、温度、溶剂组成、添加剂等。在本实验中我们选择添加剂作为影响因素来探究其对两亲性嵌段共聚物在水溶液中自组装的影响。与其它影响因素相比,选择添加剂的优点是实验条件简单,避免了耗时合成不同组分的嵌段共聚物。本论文具体工作内容如下:1.第一部分研究是利用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT聚合)合成了两种含不同亲水链段长度的两嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP),随后与乙基溴发生季胺化反应得到含抗衡离子对的共聚物聚苯乙烯-b-聚(季胺化4-乙烯基吡啶)/乙基溴[PS-b-q(P4VP)-Br]。它们最初在水溶液中自组装成所谓的“大复合胶束”,然后我们用I-,SCN-和PF6-分别交换胶束溶液中的Br-来实现胶束的形态转变。我们发现胶束的形貌转变受到溶剂化竞争和新引入反离子的尺寸效应控制。溶剂化效应在相对短的壳层链段中占主导地位,从而观察到形貌从球形到蠕虫状,球形到囊泡和球形到沉淀的转变。相反,由于长的壳层形成链段,添加SCN-后尺寸效应变得更加深刻,因此没有发生形貌转变。在两种嵌段共聚物中通过用I-部分交换Br-之后表征形貌的转变过程,发现只有在大多数Br-被I-取代后才能观察到球形到蠕虫状的形貌变化。2.第二部分研究利用开环聚合和RAFT聚合合成了三嵌段共聚物聚(氧化乙烯)-b-聚(ε-己内酯)-b-聚(甲基丙烯酸2-(二甲基氨基)乙酯)(PEO-b-PCL-b-PDM),随后与乙基溴发生季胺化反应得到含抗衡离子对的共聚物[PEO-b-PCL-b-q(PDM)-Br][q(BCP)-Br]。它最初在水溶液中自组装得到球形胶束,随后用更加疏水的反离子I-、SCN-、PF6-、OTf-完全交换溶液中的Br-后,qPDM链段的亲水性降低,导致PCL核结晶性的增加,我们发现胶束形貌从球到蠕虫状,球到片晶的转变;随着反离子交换后qPDM链段的疏水性增加,我们发现得到的片晶的长宽比也随之增加。3.第三部分研究利用开环聚合和RAFT聚合合成了三嵌段共聚物PEO-b-PCL-b-P4VP。它最初在水溶液中自组装形成结晶的片晶胶束,随后详细研究了胶束溶液pH和添加有机二元酸对胶束形貌的影响。我们发现在降低pH或添加具有不同链间隔的有机二元酸之后,观察到胶束形貌从片晶到蠕虫状最后到球形的转变。这些胶束形态转变的原因是由于降低pH导致P4VP嵌段的亲水性增加,而添加有机二元酸导致P4VP链段的链膨胀增加,这两者都导致PCL核的结晶度降低。因此,可以实现胶束形貌从片晶到蠕虫状再到球形的转变。