自组装聚合法制备木质素磺酸/聚吡咯柔性导电纸

以造纸废液中的木质素为分散剂和掺杂剂,采用自组装聚合法制备了具有高电导率、负载可控、高稳定性且抗张强度保持较好的木质素磺酸/聚吡咯柔性导电纸.采用红外光谱、四探针、扫描电镜、抗张强度和电化学等手段对导电纸的性能进行了表征,并研究了掺杂剂类型和组装层数对导电纸导电性能和力学性能的影响.结果表明,随着组装层数的增加,聚吡咯导电纸的负载量、电导率及导电稳定性均有提高.与原位聚合法相比,自组装聚合法制备的导电纸的性能更优.木质素磺酸在聚吡咯导电纸体系不仅可以起到掺杂和分散的作用,其对导电纸综合性能的增强效果优于盐酸和聚苯乙烯磺酸.由于木质素磺酸具有三维网络空间结构及其与纤维之间具有较强的氢键作用力,显著提高了导电纸的抗张强度及弯曲状态下的导电稳定性,其抗氧化和防水性还可以提高导电纸在空气和湿气中的导电稳定性.

聚合诱导-液晶驱动自组装制备含氟聚合物纳米纤维

含氟聚合物由于他们的低表面能、光电性能和生物相容性已经广泛用于各个领域。本文通过光引发在50℃下制备了聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯-b-聚甲基丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯(PDMAEMAm-b-PFMAn)纳米纤维。不同于一般的纳米纤维,得到的纳米纤维表面具有独特的凹凸起伏形似珍珠项链。通过动力学研究揭示了珍珠项链状纳米纤维的组装过程并且探究了反应温度、溶剂组成以及大分子链转移剂的聚合度对珍珠项链状纳米纤维的影响。结果表明,含氟液晶珍珠项链状纳米纤维的形成与液晶驱动力、核表面张力以及亲-疏溶剂的界面能三者的平衡关系相关。

主客体相互作用实现含氟单体水相聚合诱导自组装

论文致力于高浓度高重现性的精准制备含氟组装体,同时将微波辅助用于聚合诱导自组装(PISA),建立微波辅助含氟单体水相PISA新方法。引入随机甲基-β-环糊精(MCD)与含氟疏水单体形成水溶性主客体复合物,在微波辅助下成功制备不同粒径的组装体,通过接触角的测试,证明了含氟微球具有良好的成膜性能和疏水性能,可以用作含氟水性涂料。

基于氨基酸-N-羧基-环内酸酐开环聚合诱导自组装制备多肽基双嵌段共聚物胶束

采用氮氧稳定自由基聚合方法(NMP)合成了一系列不同相对分子质量的端氨基聚苯乙烯(PS-NH2),并以其为大分子引发剂进行氨基酸-N-羧基-环内酸酐开环聚合诱导自组装(NCA-PISA),合成了结构明确的两亲性双嵌段共聚物并制备了不同形貌的纳米粒子。通过动态光散射、原子力显微镜研究了嵌段共聚物的自组装行为。研究结果表明,体系固含量和链段比例对聚合物纳米粒子形貌具有重要影响,固含量由10%增加到20%时,聚合物纳米粒子的形貌由球状转变为针状;保持固含量20%不变,大分子引发剂的聚合度由20增加到50,纳米粒子的形貌又从针状转变为球状。

自组装聚合法制备导电织物及其性能表征

通过自组装聚合法工艺,利用聚吡咯对黏胶织物进行导电整理,并利用扫描电镜、红外光谱等表征导电织物的性能。测试表明,掺杂剂聚对苯乙烯磺酸钠的引入提高了聚吡咯的分散性能,且聚吡咯复合颗粒的粒径呈单峰分布,粒径尺寸主要集中在156μm左右。黏胶织物上的聚吡咯负载量、电导率与断裂强力均随着自组装层数的增加而增大;但当自组装层数超过6层时,各种指标变化速率下降。电导率和断裂强力均与黏胶织物上的聚吡咯负载量呈正相关变化。整理后的导电黏胶织物在自然状态下的导电性能较为稳定,在水中聚吡咯容易被水解而流失,致使电导率下降。综合分析认为:利用自组装聚合法制备导电织物具有很好的可行性。

水相光引发聚合诱导自组装制备CO_2响应性聚合物囊泡

本文以聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA)作为大分子RAFT试剂,甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)和甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯(DMAEMA)作为单体,在室温下通过水相光引发聚合诱导自组装制备CO2响应聚合物囊泡。动力学研究表明聚合在可见光(405nm,0.5 mW/cm2)照射10min后,转化率可以达到100%。文中还探讨了DMAEMA对于聚合反应的影响。通过视觉观察、透射电子显微镜(TEM)以及核磁共振(NMR)对聚合物囊泡的二氧化碳响应特性进行了研究。

室温可见光引发聚合诱导自组装制备P2VP-b-PSt纳米材料

针对苯乙烯(St)的常温聚合速率缓慢影响了其在常温聚合诱导自组装(PISA)中的应用问题,提出了一种无需添加光引发剂或光催化剂,以蓝光LED为光源,聚2-乙烯基吡啶(P2VP)为大分子链转移剂,常温下在甲醇中实现St的PISA的方法。通过可见光引发的PISA制备了聚2-乙烯基吡啶-b-聚苯乙烯(P2VP-b-PSt)纳米材料,考察了St/P2VP的比例、聚合时间及P2VP的链长对聚集体形貌的影响,结果表明,当P2VP的分子量为4000、St/P2VP的摩尔比从400/1变化到4000/1、聚合时间从3h变化到24h,均可以实现聚集体从球形胶束到囊泡的转变;当P2VP的分子量为8300时,仅能得到球形胶束。

二维自组装聚合制备寡层有机-氧化硅纳米杂化材料

设计、合成了一种两亲性硅氧烷前驱体(PABI),一端为羧基,另一端为具有反应性的硅氧烷基团.利用两亲性分子在水溶液中的自组装特性,研究了它的“二维自组装聚合”.实验结果表明,PABI的二维自组装聚合行为与介质、碱的种类和碱的用量等因素有关.我们发现用四甲基胍(TMG)为碱时,PABI在水中通过自组装聚合可以形成寡层二维有机.氧化硅纳米杂化材料.透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)的测试结果显示,片层的尺寸为几百纳米到几微米,片层的厚度为6~9nm.当在水/有机溶剂(如DMSO、DMF、THF或MeOH)的混合溶液中进行自组装聚合时,均未得到层状结构的杂化材料.当用三乙胺和氢氧化钠为碱时,在水中只能得到多层堆积的杂化材料.本研究结果表明,通过二维自组装聚合,可以获得寡层甚至单层二维有机-氧化硅杂化材料.

层层自组装界面聚合技术制备复合正渗透膜

以聚醚砜为膜材料,聚乙烯醇为亲水改性剂,聚多巴胺为交联剂,采用热致相分离法制备了负载聚多巴胺层的聚醚砜基膜;再以间苯二胺为水相单体,均苯三甲酰氯为油相单体,利用层层自组装界面聚合技术可制备复合正渗透膜。结果表明:将基膜依次在聚阳和聚阴离子电解质溶液中各反应15 min,然后浸泡于去离子水中5 min,所制备的复合正渗透膜的水通量最高(28.2 L/h),盐反通量较低(3.9 g/h),膜的过滤性能最好。

Monte Carlo模拟研究聚合诱导高分子自组装

使用Monte Carlo单格点模型模拟研究活性聚合的动力学过程,在聚合反应的同时,观察高分子在溶液中的自组装相行为.通过统计模拟聚合反应过程中的单体转化率、聚合物分子量、分子量分布等信息,证明聚合反应是可控的活性聚合.在聚合反应中,通过调控聚合反应概率、链段与溶剂之间的相容性等参数,观察到诱导组装形成的球状和柱状胶束.模拟研究验证了实验中观察到的聚合诱导自组装现象,揭示了聚合诱导自组装的动力学过程.研究结果证明,文中所建立的单格点Monte Carlo模拟方法,可以应用于研究聚合诱导高分子自组装相行为.

原位可控构筑多层次超分子手性聚合物组装体

多层次超分子手性结构的高效可控构筑是手性材料研究和应用领域的一个关键问题,面临诸多挑战。近来,苏州大学张伟教授团队基于偶氮苯聚合物的疏溶剂性和液晶性提出了一种原位可控制备多层次超分子手性聚合物组装体的策略-聚合诱导手性自组装,在偶氮苯单体聚合的同时实现多层次和不同尺度的超分子自组装和手性传递。该策略克服了传统高分子溶液自组装繁琐耗时的缺点,易于结构调控和规模制备。

基于苯烯的可见光引发聚合诱导自组装的研究

以商用蓝光LED为光源,聚2-乙烯基吡啶(P2VP)为大分子链转移剂,未添加光引发剂或光催化剂,在常温下甲醇溶液中进行了苯乙烯(St)的光引发聚合诱导自组装(PISA)。考察了当P2VP的分子量为4000,[St]∶[P2VP]=4000∶1时,聚合时间对聚2-乙烯基吡啶嵌段聚苯乙烯(P2VP-b-PSt)纳米粒形貌的影响。结果表明St在甲醇中聚合3到6 h,得到球形胶束,聚合9 h,出现蠕虫状胶束,聚合12 h部分胶束融合成囊泡,聚合24 h全部生成囊泡。光引发PISA可以通过光源的“开/关”启动和终止反应。

RAFT聚合诱导自组装法合成聚丙烯酸-b-聚丙烯酸六氟丁酯

以聚丙烯酸为亲水性大分子RAFT试剂,采用 RAFT聚合诱导自组装法制备了聚丙烯酸-b-聚丙烯酸六氟丁酯.采用1 H-NMR、GPC、FT-IR 对聚合物的结构进行了表征.探讨了反应时间、引发剂与链转移剂的摩尔比以及丙烯酸单体与链转移剂的摩尔比对聚合的影响.研究结果表明,当反应时间为6 h,引发剂与链转移剂的摩尔比为0.20∶1时,丙烯酸单体与链转移剂摩尔比为40∶1,丙烯酸的转化率为90.53%,PAA-RAFT的分子量分布为1.12,聚合反应的可控性好.研究了引发剂用量对丙烯酸六氟丁酯的 RAFT 聚合的影响,结果表明当引发剂用量为1.5%时,聚丙烯酸-b-聚丙烯酸六氟丁酯聚合物乳胶粒的粒径分布最窄.TEM分析表明乳胶粒的粒径为300 nm,具有明显的核壳结构.

壳聚糖复合纳米凝胶的聚合诱导自组装制备及生物应用

以生物大分子壳聚糖为主要组成基元,在壳聚糖的羟基碳上引发单体自由基共聚合。在聚合过程中疏水的合成高分子接枝链与亲水的壳聚糖分子自组装诱导形成纳米尺度的聚集体,通过引入具有肿瘤还原环境响应性的交联剂,得到了肿瘤环境响应的壳聚糖-合成高分子共聚物纳米凝胶。采用透射电镜、红外光谱等手段对纳米凝胶的粒径、结构、形貌和性能进行表征,探讨了聚合诱导自组装高效制备壳聚糖纳米凝胶的机理,证实了所得纳米凝胶粒径的可控性。进一步采用近红外荧光分子和磁共振显影(MRI)分子标记的方法制备了荧光/MRI多功能复合纳米凝胶,对凝胶显影性能进行了探讨,证实了其优异的细胞标记能力和良好的生物相容性。

聚合诱导自组装制备复杂形貌的聚合物纳米材料

以聚乙二醇单甲醚(Methoxypolyethylene glycol, m PEG45)为大分子链转移剂、S-正十二烷基-S′-(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯(S-1-dodecyl-S′-(α,α′-dimethyl-α″-acetic acid) trithiocarbonate, DDMAT)为小分子链转移试剂、苯乙烯(Styrene, St)和4-乙烯基吡啶(4-vinylpyridine, 4VP)为单体、偶氮二异丁腈(2,2-Azobisisobutyronitrile, AIBN)为热引发剂,在70℃下以甲醇/水作为溶剂通过可逆加成-断裂链转移(Reversible Addition–Fragmentation chain Transfer, RAFT)分散聚合制备一系列m PEG45-P(St-co-4VP)/P(St-co-4VP)不同形貌聚合物纳米材料.文中探讨了不同[St]0/[4VP]0摩尔比、不同成核链段目标聚合度(Degree of Polymer, DP)、不同[m PEG45-DDMAT]/[DDMAT]摩尔比对聚合物形貌的影响,通过透射电子显微镜(Transmission electron microscope, TEM)、扫描电子显微镜(Scanning electron microcopy, SEM)以及核磁共振(1H NMR spectroscopy)研究其动力学及形貌变化.

卡铂@葡聚糖纳米载体的自组装/聚合一步法制备及生物应用

在接枝共聚辅助自组装(GISA)制备葡聚糖纳米载体的过程中,利用丙烯酸单体与卡铂之间的非共价键作用,使得卡铂参与到葡聚糖纳米载体的形成中,从而一步实现了卡铂@葡聚糖纳米载体的制备,并使用肿瘤还原性环境敏感的二硫键来交联纳米载体,得到了对肿瘤还原环境响应的纳米药物载体.对纳米药物载体的结构、粒径及形貌进行表征,结果显示,纳米药物载体粒径为(92±0.2) nm, Zeta 电位为(-8±0.3) eV.通过体外药物释放研究发现,在还原性环境中,载体可持续72 h释放药物,最大释放量达80%.细胞摄取实验表明负载卡铂的纳米药物载体可在4 h内高效地进入细胞核;其半抑制浓度(IC50)为25.32 μg/mL,达到和相同浓度游离卡铂相仿的促肿瘤细胞凋亡效果.此一步法所制备的卡铂@葡聚糖纳米载体具有良好的生物应用前景.

聚合诱导自组装制备形貌多样的ABA型三嵌段共聚物微/纳米粒子

以聚N,N-二甲基丙烯酰胺(PDMA)为大分子链转移剂、苯乙烯(St)为单体,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)分散聚合制备了PDMA-b-PS-b-PDMA两亲性三嵌段共聚物胶束。考察了固含量和疏、亲溶剂链段比对胶束尺寸、形貌的影响。固含量为25%和30%时,胶束形貌转化过程是从球状、蠕虫状向囊泡状胶束发展,最终得到大小2种尺寸的嵌段共聚物形貌囊泡。固含量为30%,疏、亲溶剂链段比为300∶32和400∶32时,分别获得平均粒径约为900/310 nm和400/210 nm的大小囊泡;固含量为25%,疏、亲溶剂链段比为400∶32时,大小囊泡的尺寸分别约为520 nm和200 nm。固含量为35%和40%时,胶束形貌则由球状逐渐向海绵状、复合囊泡,大复合胶束转变,最终得到微米级大复合胶束。

RAFT聚合驱动自组装机理研究及展望

聚合驱动自组装(Polymerization-induced self-assembly,PISA)是近年来发展起来的一种环境友好的、可高效制备具有特定形貌嵌段共聚物纳米粒子的方法。聚合驱动自组装可以通过多种活性聚合的方式来实现,而本文针对RAFT聚合介导的聚合驱动自组装进行了讨论。本文分为两个部分,第一部分主要介绍了聚合驱动自组装以及RAFT介导的聚合驱动自组装体系,包括PISA基本概念的介绍、RAFT介导的PISA聚合体系、聚合机理研究等内容;在第二部分对RAFT介导的聚合驱动自组装的研究前景进行了展望。

聚合诱导自组装亲水/疏油纳米水分散聚合物的制备及性能

通过可逆加成-断裂链转移自由基(RAFT)聚合诱导自组装(PISA)制备了亲水/疏油纳米水分散乳液。首先将丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(PEGMA_(400))通过RAFT法进行三元共聚制备出新型亲水性大分子链转移剂,然后在水溶液中与甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)继续反应,利用PISA在不外加乳化剂的条件下,最终制备了具有稳定纳米水分散性的亲水疏油含氟丙烯酸酯聚合物。详细考察了甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)含量对乳液聚合和乳液涂层的表面亲水疏油性的影响,以及对材料表面润湿性的调控作用。为制备可水分散且亲水疏油性可调控的聚合物提供了一条新思路。

水相光引发聚合诱导自组装制备嵌段共聚物纳米材料

本文以聚甲基丙烯酸甘油酯(PGMA)作为大分子链转移剂、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)为单体、苯基钠盐-三甲基苯甲酰亚磷酸盐(SPTP)为引发剂,通过水相光引发可逆加成-断裂链转移(RAFT)分散聚合制备了一系列PGMA-b-PHPMA共聚物纳米材料。考察了水相光引发聚合诱导自组装的反应动力学,在温和条件下(水相、可见光和室温)成功得到不同形貌的聚合物纳米材料(球形、纤维和囊泡),并进一步探究了反应条件对嵌段聚合物形貌的影响。聚合反应的激活或暂停都可以通过对光源的简单"开/关"进行控制。