聚苯乙烯-b-聚嵌段共聚物的合成及其化学反应诱导自组装研究

采用RAFT可控自由基聚合方法,合成了由苯乙烯和马来酸酐/苯乙烯交替序列组成的两嵌段共聚PST101-b-P(MA-alt-ST)29;用1HNMR和GPC对共聚物的结构组成进行表征,将其中的马来酸酐用氨基丙基甲氧基硅烷进行氨解开环,得到含有甲氧基硅烷侧基的嵌段共聚物.进一步在碱性催化剂三乙胺的作用下,侧基上的硅氧烷迅速水解反应,并发生聚集.该聚集由于受到可溶性的聚苯乙烯链段的辅助,不会形成宏观的沉淀,而是通过化学反应诱导自组装过程,一步获得聚合物--二氧化硅有机/无机纳米杂化粒子,用动态光散射和透射电镜对所形成的纳米粒子进行了详细表征.     

疏水缔合聚丙烯酰胺的自组装行为

使用荧光光谱和动态光散射方法研究了疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)和聚丙烯酰胺(PAM)在水溶液中的结构和自组装行为。实验表明:HAPAM通过疏水作用,极易缔合形成聚集体,具有很低浓度的临界缔合浓度。动态光散射实验跟踪了HAPAM聚集体从小到大的生长过程,从溶液的微观结构上找到了HAPAM与PAM性能差异的根本原因。     

糖和氨基酸对聚乙二醇-b-聚-L-亮氨酸自组装行为的影响

用芘荧光探针技术和表面张力研究了共聚物胶束的形成及其临界胶束浓度(CMC);利用表面张力、原子力显微镜(AFM)和园二色光谱(CD)研究了葡萄糖和氨基酸对胶束的粒径分布、形态及聚乙二醇-b-聚L-亮氨酸溶液二级结构的影响.结果表明,在一定条件下聚合物可以形成稳定的球形胶束,在水溶液中嵌段共聚物主链主要以α-螺旋构象存在;葡萄糖和氨基酸对胶束的粒径分布、形态及聚合物溶液的二级结构不产生影响.     

聚乙烯醇-b-聚苯乙烯嵌段星形聚合物的制备

通过CCl₄调聚反应制备出了末端带有氯原子的聚醋酸乙烯酯(PVAc),进一步引发苯乙烯原子转移自由基聚合得到聚醋酸乙烯酯-b-聚苯乙烯嵌段共聚物(PVAc-b-PSt),此嵌段共聚物与偶联剂二乙烯基苯反应后醇解,得到了聚乙烯醇-b-聚苯乙烯星形嵌段共聚物(PVA-b-PSt)_n。分别以GPC,¹H-NMR及FT-IR对各步反应产物进行了表征,聚醋酸乙烯酯比较完全地引发苯乙烯进行原子转移自由基聚合(ATRP),聚合物相对分子质量与单体转化率呈线性关系,证明聚合过程为活性聚合;以二乙烯基苯偶联PVAc-b-PSt,得到了星形共聚物,并出现了星形共聚物之间的偶合;醇解过程进行比较完全,¹H-NMR及FT-IR谱图表明酯基团已较完全地转变成羟基。     

丙烯酰胺及聚丙烯酰胺之制备

制备了丙烯酰胺及聚丙烯酰胺,可在大气下进行丙烯酰胺之聚合。甲醇及丙酮均为聚丙烯酰胺之良好沉淀剂。     

聚苯乙烯-b-聚丙烯酸胶束制备银纳米粒子的催化

通过两步原子转移自由基聚合合成了嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA).PS-b-PAA在水中自组装成以PS为核、以PAA为壳的聚合物胶束为载体,将Ag+固定在胶束的PAA链段上,用硼氢化钠(NaBH4)原位还原,获得直径为7～10 nm的球形银纳米粒子,并分散良好.实验表明,以该法获得银纳米粒子的具有较高的催化活性,且银含量高催化活性大.     

一维β-FeOOH的制备及其自组装

以FeCl3·6H2O水溶液为前驱体,通过恒温水浴水解、表面活性剂组装和水热法强迫水解两种方法制备出了两种不同形态的β-FeOOH纳米棒自组装聚集体.采用XRD、FTIR和SEM等对产品的结构和形态进行了表征.实验表明:产品为结晶性良好的四方相结构,以一维的纳米棒自组装而成的有序聚集体.并讨论了表面活性剂的浓度和反应温度对纳米粒子组装的影响.     

单分散聚苯乙烯乳胶球的制备及其模板的组装

利用乳液聚合的方法合成了粒径约为200nm规整单分散的聚苯乙烯微球；并利用两种组装方法对其进行了模板的组装；并利用原子力显微镜的DFM模式对所制备的聚苯乙烯微球模板进行形貌表征，证实所制备的微球粒径均一，单分散性好。比较了两种方法对模板组装的效果，对组装的机理进行了初步的探讨，结果表明：用垂直沉积的方法组装模板要优于滴膜的方法；为以后作为光子晶体模板的制备提供了实验数据，为介孔电极材料的制备奠定了基础。     

两性聚丙烯酰胺的制备及其絮凝性能研究

针对两性聚丙烯酰胺制备过程中极易发生的阴离子和阳离子不相容问题,利用阴离子型聚丙烯酰胺进行曼尼奇反应,再对其进行季胺化,制备了两性聚丙烯酰胺,发现碳酸二甲酯具有最好的季胺化效果。当聚丙烯酰胺、甲醛和二甲胺的反应物质的量比为1∶1.1∶1.2,反应温度为45℃,反应时间为4h,最后用碳酸二甲酯季胺化,所得两性聚丙烯酰胺絮凝性能最佳。     

羧基化聚苯乙烯微球的快速自组装

使用无皂乳液聚合制备出单分散羧基化聚苯乙烯微球,并自组装成胶体晶体阵列.采用FT-IR,DLS和Zeta电位分析对所用羧基化微球进行了表征;通过扫描电子显微镜观察了制得的胶体光子晶体表面形貌.实验结果和根据布拉格方程计算所得数据基本一致,证明该方法既可行又可靠.     

微乳液及其在聚丙烯酰胺制备中的应用

阐述了微乳液的结构及其研究方法,探讨了影响微乳液结构的因素,介绍了微乳液在丙烯酰胺及其衍生物共聚合方面的应用,展望了其发展趋势。     

两性聚丙烯酰胺乳液的制备及其絮凝性能研究

以单体丙烯酰胺(AM)、阳离子单体甲基丙烯酰氧乙烯三甲基氯化铵(DMC)、阴离子单体丙烯酸(AA),通过反相乳液聚合法,制得两性聚丙烯酰胺乳液AmPAM.并进行聚合反应的单因素实验和产品絮凝性能的研究.实验结果表明,当引发剂用量为0.6%,单体用量为30%,油水质量比为1.4:1,单体摩尔比n(AM):n(DMC):n(AA)为1:0.6:0.3,聚合反应温度为40℃时,得到的产品综合性能最佳,且产品絮凝性能良好.     

聚苯乙烯-丙烯酰胺磁性颗粒的制备与表征

利用化学共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子；利用悬浮聚合的方法制备带有酰胺基的聚苯乙烯-丙烯酰胺磁性颗粒（NMP）．并对NMP的颗粒基质晶体结构、饱和磁化强度、表面官能团、微观结构和悬浮性以及各元素的质量分数进行表征．结果显示：Fe3O4磁核晶形完整，平均粒径为10nm；NMP红外图谱在3455cm^-1和3392cm^-1处有吸收峰，证明存在胺基；经元素分析测定NMP中N元素的质量分数为0．225％，进一步证明NMP中存在胺基；在有无磁场存在时的沉淀时间分别为18h和2160h，证明NMP有良好的磁响应性和悬浮性．     

二硫化钼自组装微球的制备及其吸附性能

利用微波辅助水热法合成了二硫化钼(MoS2)样品,并对其进行了形貌、结构、吸附性能等研究,结果表明:在有CTAB存在的生长条件下,MoS2纳米片可以通过自组装形成表面多孔隙的中空微球结构;而在无CTAB存在的情况下,得到的样品为MoS2纳米片的无序堆叠.利用亚甲基蓝(MB)溶液对2种MoS2吸附性能测试结果表明:0.0...     

二苯基硫脲自组装膜电极的制备及其特性

藉金硫键将二苯基硫脲组装在金电极上,形成二苯基硫脲自组装膜电极.利用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV),考察氧化还原指示剂在自组装膜上的电子传递过程,并运用离子通道理论探讨膜电极与醋酸根阴离子的作用机理.实验结果表明,二苯基硫脲自组装膜电极在1.0 mol.L-1,V(氯化钾)∶V(乙氰)为3∶2的混合底液中,随着加入醋酸根阴离子阴离子的增加,指示剂的氧化还原峰峰最流增大,峰形查逆性变好,且DPV峰电流与醋酸根阴离子浓度在0~0.07 mol.L-1范围内呈现线性关系.     

金纳米颗粒自组装膜的制备及其性能

采用一种简单的两步两相法合成了单分散性十二硫醇包裹金纳米颗粒（DDT AuNPs,直径约为10 nm）,以硅片、玻璃片等为基底,利用浸渍提拉法制备了金纳米颗粒(AuNPs)自组装膜.通过扫描电子显微镜（SEM）、紫外 可见光（UV-vis）光谱等表征手段研究了自组装膜的表面形貌以及表面等离子体共振特征,以一氧化碳（CO）低温氧化做为模型反应研究了其催化性能.研究表明,利用该方法制备的AuNPs自组装薄膜具有表面等离子体共振性能,有望被用于化学和生物传感方面.同时,这种薄膜在催化领域具有潜在的应用前景.     

阳离子聚丙烯酰胺微乳液的制备及其絮凝性能研究

以甲醛、二甲胺和丙烯酰胺为原料,通过Mannich反应首先合成阳离子单体N-(二甲氨基)甲基丙烯酰胺,然后用反相微乳液聚合制得不同阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺乳液(CPAM).通过探讨反应过程的影响因素,确定了最佳的制备工艺,并对制成的产品进行了性能研究.当反应温度50℃,物质的量比n(丙烯酰胺)∶n(甲醛)∶n(二甲胺)=1∶1.2∶1,反应时间为2 h时,制备的阳离子单体可使乳液聚合的产品获得最佳的阳离子度.通过正交实验反映了单体质量分数、引发剂质量分数、油水相体积比以及反应温度对聚合反应的影响.结果表明,当单体质量分数为30%,引发剂质量分数为0.8%,油水相体积比1.2∶1,反应温度40℃时产品的絮凝效果最佳.在常温、酸性条件下,CPAM对硅藻土的絮凝效果良好.     

自组装模板法制备相分离结构二元混合自组装膜

利用分子自组装热力学及动力学特性,通过控制第一种分子的组装饱和度,以及中间有序化处理过程,得到混合自组装模板,成功的组装出具有相分离结构的五碳硫醇和巯基苯胺二元分子混合自组装膜.这种混合自组装方法对二元相分离结构的混合自组装分子膜具有一定的普适性.同时发现,在两步法混合自组装膜中,随着第一种分子的沉积时间增长,第二种分子的组装面积减小.另外对第一种分子膜进行有序化处理以及不同的处理温度对二元混合自组装膜的质量和结构有着较大的影响.     

功能性自组装体的制备研究

新型组装基元的构筑和组装体的功能是自组装研究的两个核心问题。该研究分别在这两个方面取得了一些进展。各向异性组装基元的出现极大地丰富了自组装的研究内容,并为制备高度有序和复杂的组装体提供了新工具,但目前已报道的各向异性组装基元一般限于微观和亚微观尺寸。该研究制备了分子水平的各向异性粒子,并发现其具有独特的自组装行为。比如:合成了分别具有一个环糊精基团和一个偶氮苯基团的超支化聚合物,然后通过环糊精和偶氮苯之间的主客体复合,偶联得到了Janus型超支化聚合物,且该各向异性聚合物可以进一步自组装形成均一的纳米囊泡,而且所制备的囊泡可以进一步组装形成类似胶子晶体的多级结构。这种高度均一的囊泡组装体是十分罕见的。该课题还在组装体的功能化方面开展研究。例如:长期以来仿细胞模型体系一般只限于对细胞膜结构的仿生,但实际上细胞在发生结构转变时往往伴随着功能的表达。最近,我们制备了具有p H响应的聚合物囊泡,该囊泡可以在p H触发下实现可逆的收缩和膨胀,最为重要的是在这个形变过程中,同时伴随着囊泡荧光的增强和淬灭。整个过程和绿色荧光水母的呼吸过程有些相似。这是目前已报道的为数不多的结构和功能同时表达的一个人工模型膜体系。     

嵌段聚(二甲基-甲基乙烯基-b-二苯基-b-二甲基-甲基乙烯基)硅氧烷的制备及其力学性能

以氢氧化为引发剂，采用环四硅氧烷作单体，二甲基甲酰胺作促进剂，分步加料，制备了一类新的三嵌段共聚有机硅氧烷。分子中聚二苯基硅氧烷（P）构成中间嵌段，两端连接聚二甲基－甲基乙烯基硅氧烷（M），形成MPM型嵌段共聚物。聚二苯基硅氧烷（P）的引入，是为增加分子间的引力。分子中所含二苯基硅氧链节质量约占高分子总质量的7％。为了便于硫化加工，适量的甲基－乙烯基硅氧链节分散在两个M嵌段中，其总的质量则分别占高分子总质量的0％，0．1％，0．2％，0．4％和0．6％。为便于比较硫化硅橡胶的力学性能，制备了相应的无规共聚物。将所得全部共聚有机硅氧烷分别进行硫化，测定了某些力学性能发现，它们均优于相应的无规共聚物。嵌段共聚物中甲基－乙烯基硅氧链节的质量占高分子总质量的0．1％和0．2％，其硫化胶片的力学性能较高。