温敏性两亲嵌段共聚物相行为的耗散粒子动力学模拟

采用耗散粒子动力学模拟研究了由温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)与聚己内酯(PCL)构成的两亲嵌段共聚物(PCL-PNIPAM-PCL)在水溶液中自组装的动力学过程及微相分离现象,考察了溶液浓度及温度对其相行为的影响。模拟发现不同体积分数的嵌段共聚物在水溶液中呈现出不同的自组装形貌,如球状胶束、柱状胶束、层状胶束等。温度对其在水溶液中的形貌及相变行为有着显著的影响。当温度较低时,PCL-PNI-PAM-PCL于稀溶液中可形成稳定的以PCL为核,PNIPAM为壳的球形核壳胶束;而当温度升高到某一值时,在低温时所形成的球形核壳胶束将因温度的升高而转变为表面由PCL组成的多个不连续微区的多隔段胶束。这种温敏现象在耗散粒子动力学模拟中尚属首次被发现。另外,模拟中所得到的该体系的低临界溶解温度与实验测得的值也符合良好。对这一温敏现象作了较深入和细致的解释。本文工作表明耗散粒子动力学能用来研究温度对温敏性两亲嵌段共聚物相行为的影响并揭示其中的机制和一般规律。

三嵌段共聚物自组装法制备两亲性Janus粒子

将系列三嵌段共聚物聚甲基丙烯酸叔丁酯-b-聚甲基丙烯酸肉桂酸乙酯-b-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(Pt BMA-b-PCEMA-b-PDMAEMA)在异丙醇中退火,随后将它们透析到水中自组装得到多隔段胶束,发现其形态与Pt BMA和PCEMA的体积分数有关,与PDMAEMA无关。在紫外光下对PCEMA嵌段进行交联,将交联后的胶束透析到四氢呋喃中,得到了具有表面活性的纳米级两亲性Janus粒子,可降低水的表面张力,且随溶液质量浓度的增加,表面张力逐渐减小,但是低质量浓度时不明显,0.1 g/L时较显著。