聚合物辅助再沉淀法制备有机1-(2-吡啶偶氮)-2-苯酚材料

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近年来,纳/微米材料的合成及其性质研究引起了研究者们的广泛兴趣。与无机和高分子纳/微米材料不同,有机小分子的结构多样性、功能性以及易裁剪性,使得有机功能小分子纳/微米材料的研究越来越受到重视。在文献报道的有机纳/微米材料的合成方法中,再沉淀法因其简易的特点得到了广泛的应用。本论文采用嵌段共聚物PDMA-b-PNIPAM辅助再沉淀法制备了有机1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)纳/微米材料,系统研究了共聚物浓度、PAN浓度等因素对材料形貌以及尺寸的影响,并对其生长过程进行了探讨。(1)嵌段共聚物的合成。以S-乙基-S’-(2-甲基-2-丙酸丙炔酯基)三硫代碳酸酯(PEMP)为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合反应合成了一系列不同分子量的聚N,N-二甲基丙烯酰胺均聚物(PDMA)及聚N,N-二甲基丙烯酰胺聚N-异丙基丙烯酰胺嵌段共聚物(PDMA-b-PNIPAM)。采用GPC对所合成聚合物的分子量及分子量分布进行了分析,GPC分析结果显示链转移剂PEMP对RAFT聚合过程的可控性较好。同时采用动态光散射(DLS)对嵌段共聚物的胶束化行为进行了研究,DLS测试结果表明随着聚合物溶液浓度的增加,其临界胶束温度(CMT)降低且胶束粒径减小。(2)有机PAN纳/微米材料的制备。利用温敏型嵌段共聚物PDMA-b- PNIPAM辅助再沉淀法制备了有机PAN纳/微米材料,系统研究共聚物浓度、PAN浓度等因素对纳/微米材料形貌以及尺寸的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)对产物的形貌进行了表征,结果表明通过调控聚合物浓度或者PAN浓度,可以得到不同形貌(纤维状、棒状、束状)的纳/微米材料;红外光谱(FTIR)结果证明所得到的纳/微米材料为纯PAN而没有夹杂聚合物分子。利用紫外-可见光光谱(UV-Vis)及荧光光谱对PAN纳/微米材料的光物理性能及其生长过程进行了跟踪研究。UV-Vis测试结果表明,相对于PAN溶液的吸收峰,PAN纳/微米材料的吸收峰发生了红移现象,为J-聚集体;并且随着时间的延长,其吸收峰的强度逐渐减弱,长波拖尾现象加剧。荧光光谱则表明,PAN纳/微米材料的发射强度要比其原料稀溶液的发射强度有明显的增强,即聚集诱导的荧光增强现象(AIEE),并且在长波方向出现了新的发射峰;同时还发现,其荧光发射强度随着时间的延长而逐渐增强。
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