全共轭嵌段共聚物自组装性能的研究

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嵌段共聚物在选择性溶剂中能够自组装形成形貌多样的聚集体,通过非常简便的方法调控其形貌与结构,可将其应用到药物传递、环境保护、催化等多个领域。近二十年来,对嵌段共聚物聚集体形成机理、不同控制因素以及形貌转化过程的研究成为嵌段共聚物自组装研究的热点。  本论文旨在研究全共轭嵌段共聚物在溶液中的自组装性能。以不同嵌段比例的两个系列嵌段共聚物——聚(3-辛氧基甲基噻吩)-b-聚[1,4-双(1,4,7-三氧杂壬基)苯](P3OT-b-PTONP)和聚(3-辛氧基甲基噻吩)-b-聚(1,4-二辛氧基苯)(P3OT-b-PPP)为原料,二氯甲烷为良溶剂、四氢呋喃为不良溶剂,研究了P3OT-b-PTONP聚合物以及P3OT-b-PPP和P3OT-b-PTONP混合二元共聚物在CH2Cl2/THF选择性溶剂中自组装形成聚集体的情况。主要运用了紫外吸收光谱(UV-vis)、荧光发射光谱(PL)、透射电子显微镜(TEM)与动态光散射(DLS)手段,研究聚合物体系的光物理性能以及形成聚集体的具体形貌和变化过程。  本课题结合DLS和TEM手段研究了P3OT-b-PTONP在选择性溶剂中的自组装行为。DLS测试结果表明,在混合溶剂中,随着不良溶剂比例的增加,OT71NP29、OT50NP50、OT26NP74聚集体的平均粒径大小分别发生了先逐增后逐减、先骤增后缓增、先骤增后骤减的变化;温度升高促使聚集体的粒径分布更加均匀、平均粒径减小。TEM结果表明,P3OT-b-PTONP在含60%THF的混合溶剂中自组装形成了囊泡状的胶束。  本论文利用UV-vis、PL、DLS和TEM手段探究了P3OT-b-PPP和P3OT-b-PTONP混合二元共聚物在选择性溶剂中的自组装行为。光物理性能测试结果表明,随着P3OT-b-PPP混入比例的增加,混合自组装体系的紫外吸收光谱发生了小程度的红移,而荧光强度大幅衰减。DLS测试结果表明,随着P3OT-b-PPP比例的增加,胶束聚集体粒径分布变窄;随着不良溶剂四氢呋喃比例的增加,聚集体平均粒径尺寸略有下降;随着温度的升高,聚集体的平均粒径变大。TEM结果表明,在含70%THF的混合溶剂体系中,当P3OT-b-PPP混入量从30%增加到70%时,聚集体发生了从球状向棒状和六方体型的转变。
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