聚合物分子刷的高效合成与应用

当聚合物链通过稳定的共价或非共价键高密度地接枝到另一聚合物链、二维平面结构或球形或柱形的三维结构上时,这类聚合物体系分别称为一维、二维和三维聚合物分子刷.与具有相似化学组成的线性聚合物相比,一维聚合物分子刷具有一些独特的性质,其中包括蠕虫状构象、紧凑的分子尺寸和链端效应.将聚合物链引入平面、球形或圆柱形基体的表面不仅能显著地改变基体的表面性质,还可赋予所得杂化聚合物分子刷新的功能.因此,聚合物分子刷在催化、纳米光刻、生物矿化、药物递送、医学诊断和光电子材料等领域具有十分广泛的应用.虽然活性/可控聚合的出现为各种一维、二维和三维聚合物分子刷的制备提供了更高效的合成手段,但是具有精确组成、结构和功能的聚合物分子刷的高效可控制备仍然是该领域的关键挑战之一.本文总结和评述了课题组近些年在发展一维、二维和三维聚合物分子刷的高效可控制备策略中取得的成果,并且通过相关实例展现了聚合物分子刷基材料在药物输送、防污涂料、催化和锂离子电池等领域的广阔应用前景.

磷钨酸对对苯撑乙烯撑寡聚物-b-聚(2-乙烯基吡啶)自晶种行为的影响

自晶种具有操作简便和聚合物组装基元适用性广的优点,它是利用结晶-柔性(crystalline-coil)两嵌段共聚物活性结晶驱动自组装制备长度和组成可控的聚合物纳米纤维的重要策略.而多金属氧酸及其衍生物具有独特的化学组成和几何结构以及优异的电/磁/光等物理性能.以对苯撑乙烯撑寡聚物-b-聚(2-乙烯基吡啶)(OPV_(5)-b-P2VP_(42))和磷钨酸(H_(3)O_(4)0PW_(12))分别为模型结晶-柔性两嵌段共聚物和多金属氧酸,系统考察了磷钨酸对OPV_(5)-b-P2VP_(42)自晶种行为的影响.研究发现OPV_(5)-b-P2VP_(42)的种子纤维在加热退火时的抗溶解能力随着磷钨酸的量增大而增强.这可能是由于P2VP中的吡啶基元与磷钨酸金属原子间的络合作用,而非吡啶与磷钨酸间的氢键作用,使P2VP链间发生交联/聚集,这不仅可平衡或减弱P2VP链间的排斥力和拉伸作用,还将提升种子纤维断裂和解离所需的能量.