双亲无规共聚物修饰碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备与性能

通过自由基聚合法制备无规共聚物聚甲基丙烯酸缩水甘油酯/N-乙烯基咔唑P(GMA-co-NVC),并将其对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行非共价键表面修饰得到P(GMA-co-NVC)/MWCNTs,再与环氧树脂(EP)复合,采用浇注成型法制备聚合物改性碳纳米管/环氧树脂复合材料。通过拉伸实验、电阻率测试和差式扫描量热法研究聚合物改性碳纳米管对环氧树脂力学、电学和热学性能的影响。结果表明:修饰后的碳纳米管比原始碳纳米管对环氧树脂有更明显的增强和增韧作用,当P(GMA-co-NVC)/MWCNTs质量分数为0.25%时,复合材料的体积电阻率为106Ω·m,相比于纯环氧树脂(1014Ω·m)下降了8个数量级,玻璃化转变温度(Tg)也由144℃提高至149℃。

基于双亲无规共聚物自组装胶体粒子的疏水涂层的构建及其性能研究

成功设计合成了一种含氟双亲性无规共聚物聚(苯乙烯-r-丙烯酸-r-甲基丙烯酸六氟丁酯)(PSAF),并在选择性溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/水中自组装形成纳米粒子。结果表明自组装纳米粒子呈较为规则的球形,粒径约为114.1nm。在外电场的诱导下进一步将其二次组装在基材表面制备具有疏水性能的多孔涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和视频光学接触角测量仪(OCA)对涂层的结构与性能进行表征,涂层的最大水接触角可以达到123.1°。

双亲性无规共聚物自组装磁性分子印迹纳米粒子四环素光子晶体传感器

以油酸包覆四氧化三铁纳米粒子(OA-Fe3O4)为磁性内核,双亲性无规共聚物P(St-co-VP)为乳化剂,四环素(TC)为模板分子,将光子晶体技术与分子印迹技术相结合,通过细乳液自组装一步法制备了磁性分子印迹纳米颗粒(MMINPs),并基于外界磁场组装构建了可进行裸眼可视化检测的光子晶体传感器。采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)和热重曲线(TGA)对MMINPs粒子进行了表征。优化了TC-MMINPs的制备条件,考察了TC磁性分子印迹光子晶体传感器(TC-MMIPCs)的灵敏度、响应时间和选择性。结果显示,在TC质量浓度1.0×10^(-4)~1.0 g/L范围内,质量浓度的对数与反射波长呈线性关系,检出限(S/N=3)为1.0×10^(-4)g/L。该传感器响应速度较快,在30 s内即可完成响应,印迹因子为3.41。其响应具有特异性,对于与四环素结构相似的氯霉素的选择因子为5.92。该传感器已成功用于某品牌舒缓保湿喷雾中TC的分析。

原子转移自由基聚合法合成双亲性无规共聚物聚(苯乙烯-co-丙烯酸)及其自组装行为的研究

通过原子转移自由基聚合,合成了一系列不同单体配比的无规共聚物 P(St-co-tBA)(St 为苯乙烯,tBA 为丙烯酸叔丁酯);以三氟乙酸为催化剂,P(St-co-tBA)水解得到无规共聚物 P(St-co-AA)(AA 为丙烯酸);用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱和示差扫描量热等方法对 P(St-co-AA)进行了表征;研究了 P(St-co-AA)在选择性溶剂中的自组装行为,用紫外-可见分光光度计、激光光散射仪、激光粒度分析仪和透射电子显微镜等对 P(St-co-AA)的自组装胶束进行了表征。实验结果表明,临界聚集水含量随 P(St-co-AA)中 AA 含量的增加而增大,随 P(St-co-AA)溶液初始质量浓度的减小而增大;P(St-co-AA)胶束粒径随 AA 含量的增加而减小,随 P(St-co-AA)溶液中水含量的减小而减小。初步探讨了聚合方法对 P(St-co-AA)自组装胶束化的影响,由原子转移自由基聚合得到的 P(St-co-AA)的胶束粒径(250 nm)比普通自由基聚合得到的P(St-co-AA)的胶束粒径(150 nm)大。

无规共聚物自组装球形胶束表面亲水性的耗散粒子动力学模拟

建立了含不同亲疏水粒子比的双亲性无规共聚物粗粒化模型.采用耗散粒子动力学方法模拟了两亲性无规共聚物选择性溶剂自组装球形胶束表面的亲水性能.模拟结果表明,无规共聚物在选择性溶剂中自组装得到实心球形胶束,球形胶束表面的亲水性与聚合物链亲水粒子含量、溶剂的选择性有关.随着聚合物链所含亲水粒子增加,球形胶束表面的亲水性增强.球形胶束表面的亲水性随着疏水粒子与溶剂粒子间的排斥参数增大而增强,模拟结果与实验结论一致.该模拟方法给出的胶束微结构信息可以为双亲无规共聚物分子设计及自组装双亲胶束制备提供一定的理论指导.

光敏性双亲性无规共聚物的自组装及其应用

甲基丙烯酸乙酯与肉桂酰氯反应合成光敏性单体甲基丙烯酰氧乙基肉桂酸酯(CEMA),加入阳离子性单体甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DM)与疏水性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA),在二氧六环介质中通过自由基溶液共聚合成了一系列具有光敏性双亲性无规共聚物 P(DM-co-CEMA-co-MMA)(简称 PDCM),加入乳酸中和,使其进行阳离子化得到了离子型双亲性无规共聚物P(IDM-co-CEMA-co-MMA)(简称 PIDCM,其中 IDM 表示离子化后的 DM 单元)。用傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱、核磁共振和示差扫描量热仪等对共聚物进行了表征。PDCM 和 PIDCM 均可在选择性溶剂(二氧六环/水)中进行自组装,形成稳定的聚合物胶束。胶束内部肉桂酰基单元在紫外光下可发生光交联反应,使胶束间定。聚合物组成及离子化程度对胶束粒径、表面荷电量及表面疏水性有影响。自组装形成的聚集体微粒用作乳液稳定剂具有良好效果。

双亲性共聚物P(St-co-AA)在微通道中自组装研究

以苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为共聚单体,通过普通自由基溶液聚合合成了双亲性无规共聚物P(St-coAA)。双亲性无规共聚物P(St-co-AA)溶液与沉淀剂水在Y型微通道中混合进行自组装。研究了不同因素对胶束形貌以及粒径的影响。用透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表征了自组装胶体粒子的形态、粒径大小及其分布。结果表明溶液流速,微通道尺寸以及共聚物浓度对P(St-co-AA)自组装胶束的有一定影响。

基于大分子共组装法制备聚苯胺纳米粒子

首先,以丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(VP)和苯乙烯(St)为聚合单体,通过自由基共聚法合成了一种双亲无规共聚物P(AA-co-VP-co-St)。然后,在疏水作用和静电作用的共同诱导下,将该共聚物与聚苯胺(PANI)共组装形成形态可控且均匀分散的PANI纳米粒子。通过透射电子显微镜和激光动态光散射等研究了P(AA-co-VP-co-St)和PANI在水溶液中的共组装行为,并系统研究了亲水单体AA的物质的量分数对所制备的PANI纳米粒子粒径、形态的影响。结果表明:当AA物质的量分数为30%时,PANI纳米粒子的粒径最小。

“串珠状”复合纳米组装体修饰丝网印刷电极构建的生物传感器

以丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)、甲基丙烯酸糠酯(FMA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体合成双亲性无规共聚物poly(AAPBA-co-FMA-co-HEMA)(PAFH);PAFH再与碳纳米管(CNTs)发生Diels-Alder反应制备了聚合物共价接枝改性碳纳米管(PAFH-CNTs), PAFH-CNTs经自组装形成复合纳米组装体(PAFH-CNTs NCs).利用扫描电子显微镜和紫外分光光度计测试了PAFH-CNTs NCs的形态及稳定性.将PAFH-CNTs NCs修饰在丝网印刷碳电极(SPCE)表面,引入辣根过氧化氢酶(HRP)构建了过氧化氢传感器.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和电化学工作站对传感器的形貌和传感性能进行表征.研究结果表明, PAFH-CNTs NCs为稳定的零维/一维(0D/1D)"串珠状"结构,可在SPCE表面形成高比表面积的纳米网络,构建的传感器在0.02~3.48 mmol/L范围内对过氧化氢(H_(2)O_(2))具有良好的线性响应,其灵敏度和检出限分别为63.98μA·(mmol/L)-1·cm^(-2)和4.2μmol/L,并且具有优异的稳定性和选择性.