论文部分内容阅读
嵌段聚合物是一类将热力学上不相容的多种高分子链通过化学键相连接而形成的聚合物,由于这一独特的结构特征,可以在溶液、本体等多种环境下组装出形貌丰富的纳米结构。此外,通过改变嵌段共聚物的分子结构特征,不仅可以很容易地调控纳米组装体的形貌,而且还可以进一步操纵纳米组装体的功能。
本论文的主要工作是基于可交联嵌段共聚物的本体组装和模板聚合的方法制备结构可控并且具有一定功能性的纳米颗粒。具体内容如下:
1.研究了可交联嵌段共聚物聚(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)-b-聚苯乙烯(PTEPM-b-PS)与各种功能性的硅烷偶联剂分子在本体中的共混组装行为,系统考察了硅烷偶联剂种类、含量以及嵌段共聚物组成对最终组装体形貌的影响。通过透射电子显微镜(TEM)和小角X射线散射(SAXS)表征了组装体形貌并通过电子能量损失谱(EELS)表征了功能性小分子在组装体中的分布。通过原位溶胶.凝胶反应将共组装体形貌固定,将固定形貌的组装体分散在连续相PS的良溶剂中,制备了结构可控且具有一定功能性的有机/无机杂化纳米颗粒。
2.研究了可交联嵌段共聚物聚(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)-b-聚苯乙烯(PTEPM-b-PS)与均聚物PS和PTEPM在本体中的共混组装行为,考察均聚物的含量和嵌段共聚物组成对组装体形貌的影响,通过透射电子显微镜(TEM)观察各个组装体的形貌。通过原位溶胶-凝胶反应将共组装体形貌固定,将固定形貌的组装体分散在PS的良溶剂中,制备结构可控的有机/无机杂化纳米颗粒。通过改变均聚物的含量达到调控组装体的形貌和尺寸,进而方便地调控纳米颗粒的形貌和尺寸。
3.基于可交联三嵌段共聚物聚(2-乙烯基吡啶)-b-聚(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基砗烷)-b-聚苯乙烯(P2VP-b-PTEPM-b-PS)在本体中的微相分离得到了一种片层状结构。通过透射电子显微镜(TEM)和小角X射线散射(SAXS)表征了组装体的形貌。经过原位溶胶-凝胶反应将组装体形貌固定后在不同的选择性溶剂中分散分别制备了两面组成不同的所谓Janus型的纳米片层和二聚体纳米片层,通过原子力显微镜(AFM)等于段表征了这些纳米片层的结构。研究了这种新型Janus纳米片层在溶液中独特的自折叠行为和界面上的聚集行为。利用二聚体纳米片层作为模板,通过P2VP链段对过渡金属离子的络合作用制备了负载有Au纳米颗粒的片层状纳米颗粒。
4.基于阳极氧化铝(AAO)模板中的表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备了两种嵌段共聚物的纳米管,通过聚苯乙烯(PS)壳层的交联使得制备的纳米管可以在有机溶剂中稳定存在。共聚物纳米管内部的功能性嵌段聚-4-乙烯基吡啶(P4VP)和聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)赋予了聚合物纳米管一定的功能性,利用P4VP对金属的络合作用原位还原制备了负载了Au纳米颗粒的杂化纳米管,PGMA的进一步开环反应使得聚合物纳米管可以作为一个反应平台进一步后修饰。