收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

两亲嵌段共聚物:分子设计及溶液中自组装形态控制

袁建军  
【摘要】: 对生物体系中自组织现象的理解和小尺寸材料的可控制备,已经成为人们十分关注的科学技术领域。在这一背景下,嵌段共聚物显示了其强大的生命力。它不仅能在选择性溶剂中自组装形成具有生物模拟性的分子聚集体(Science 1996,272,1777-1779),而且能以薄膜的形式可控构建纳米级分级有序的有机/无机先进材料(Nature 2001,414,735-738),以及能以本体的形式制备长程有序的光子晶体(Adv.Mater.2001,13,421-425)。新型嵌段共聚物的分子设计及其自组装形态控制是当前该体系研究的重要内容和发展趋势。基于嵌段共聚物这样的一个背景,本论文的工作设计合成了三个系列的嵌段共聚物,并实现了其在溶液中多形态发生的可控制备。具体研究内容摘要如下: 1.采用原子转移自由基聚合(ATRP)和自由基加成-断裂链转移聚合(RAFT)的方法,分别可控合成了结构明确的PS(聚苯乙烯)-b-PEO(聚氧乙烯)-b-PS系列三嵌段共聚物和PS-b-P4VP(聚 4-乙烯基吡啶)-b-PS(或者P4VP-b-PS-b-P4VP)系列三嵌段共聚物。采用开环聚合的方法合成了具有不同组成的PLA(聚乳酸)-b-PEO-b-PLA三嵌段共聚物。这些共聚物的基本特征是都具有一个亲水的中间嵌段(P4VP-b-PS-b-P4VP例外)。 2.采用~1H NMR、荧光探针和TEM技术,研究了PS_4-b-PEO_(227)-b-PS_4三嵌段共聚物(下标代表聚合度)在水溶液中的分子聚集行为。实验结果表明,对于该三嵌段共聚物,尽管其疏水段的含量非常低,在水介质中仍然发生了分子间的聚集,其临界胶束浓度(CMC)在0.01g/L附近。当胶体溶液的浓度为10g/L时,体系中初级分子聚集体的相互聚集发生,TEM观察到了具有尺寸高分散性的聚集体,其半径大小从100nm到500nm。提出了可能的初级分子聚集体及初级分子聚集体相互缔合所形成的聚集体的模型。 3.采用TEM、AFM和动态光散射方法,研究了具有相对较高PS含量的PS-b-PEO-b-PS和PS-b-P4VP-b-PS三嵌段共聚物(BAB型)在水介质中的“平头”分子聚集行为。发现了球形胶束、短的/支化的棒状胶束、双连续的棒状胶束、蠕虫状胶束、层、囊泡、大化合物囊泡、大化合物胶束等形态的分子聚集体。这些BAB型嵌段共聚物的自组装多形态,已经基本涵盖了小 浙江大学博士学位论文 摘要 分子表面活性剂、AB二嵌段共聚物等两亲分子自组装体系的分子聚集体多 形态。多形态的发生遵从体系中三种力的平衡:形成聚集体核链的伸展度; 聚集体核与溶液的界面张力;以及聚集体壳链之间的相互作用。改变体系中 能影响这三种力之间平衡的因素,可以调控体系分子聚集体形态的发生,这 些因素包括:共聚物种类、共聚物组成、起始溶剂、浓度、PH、温度、退火、 以及添加剂等。 4.实验初步证实了体系各形态之间转变的机理。球形胶束之间的歉结性碰撞形 成棒状胶束;棒状胶束的扁平化形成层;层的弯曲从“碗形”过渡到形成封 闭的囊泡。这样的一个聚集体形态转变机理同小分子表面活性剂和二嵌段共 聚物体系基本相同。然而BAB型的嵌段设计,使体系在具体的转变过程中 具有特殊性,如从棒扁平形成层,发现BAB体系是经历了一个从短的、支 化的、相连接的棒扁平到形成一个网,再到完整的层。 5.采用沉淀剂水加入法,制备了具有高PLA含量的PLA{IEO心FLA共聚物 的胶体溶液,发现体系能自组装形成球形胶束。采用扫描粘弹显微镜侣VM) 对浇铸在云母片上的球形胶束的研究发现,脱离了极性介质水的聚集体的表 面性质发生了不均一化,聚集体的顶部比相连接的部分具有较高的储能模 量。聚集体环境的改变使聚集体中不同嵌段的迁移导致了这种表面粘弹性的 不均一。 概括起来,本论文在以下三个方面具有创新性: .基于两类活性/可控自由基聚合方法,分别合成了两类结构明确的新型的嵌段 共聚物:PS-b-PEO-b-PS和PS-b-P4VP-b-PS(P4VP-b-PS-b-P4VP)共聚物。 .成功实现了 BAB型u为亲水嵌段,B为疏水嵌段)三嵌段共聚物在水介 质中的多形态发生与控制。使这样一个一直以来都以为只能形成一个较为松 散的、开放的、或者凝胶网状的“无序”聚集体系,实现了“有序”性分子 聚集。 .采用SVM研究了PLA{IEO{FLA共聚物聚集体的表面微粘弹性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 林琳;杨红;牟博;;PMEG-b-PMMA的ATRP法合成及其在甲苯中的自组装[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2009年06期
2 杨子刚,袁建军,程时远;生物相容性BAB型两亲嵌段共聚物的合成及其自组装[J];高分子学报;2004年06期
3 杨子刚,袁建军,程时远;两亲嵌段共聚物溶液自组装新进展[J];功能高分子学报;2003年02期
4 周峻峰,王立,陈涛,王苇;经两亲嵌段共聚物自组装制备纳米胶束[J];化学进展;2005年06期
5 杨晓峰;李晓东;沈家骢;;胶束增强型聚电解质微胶囊的制备[J];高等学校化学学报;2007年05期
6 朱麟勇,李妙贞,王尔鉴;聚醚树枝体-聚丙烯酸嵌段共聚物的水溶液自组装行为[J];化学学报;2001年02期
7 殷鹏刚,靳国良,张韫宏,李前树;硝酸铵表面单分子层自组装膜的结构表征[J];北京理工大学学报;2000年05期
8 姜雄平,许丹科,刘耀清,马立人;金表面抗原抗体的固定及其荧光法的测定[J];高等学校化学学报;2000年11期
9 刘洪波,刘孝恒,汪信,陆路德,杨绪杰;表面活性剂在纳米粒子形状控制及自组装中应用新进展[J];材料导报;2003年S1期
10 陈志春,徐善浩,林汉枫,杨绍明,林贤福;LBL分子沉积法制备葡萄糖氧化酶电极[J];物理化学学报;2004年10期
11 傅崇岗,苏昌华,单瑞峰;L-半胱氨酸自组装膜修饰金电极对抗坏血酸的电催化作用及其测定[J];分析化学;2004年10期
12 孙捷,金鹏,王占国;自组装半导体量子点的电子学性质研究进展[J];金属学报;2005年05期
13 雷忠利;刘亚兰;;三嵌段共聚物PAN-b-PEG-b-PAN的合成及其自组装行为的研究[J];化学学报;2006年24期
14 甘治平;官建国;;硬模法制备无机空心球的研究进展[J];材料导报;2007年05期
15 张秀莲;彭爱云;;4-甲基苯甲酸乙酯中的C-H…O氢键自组装(英文)[J];中山大学学报(自然科学版);2007年03期
16 谢志国;张爱英;叶霖;冯增国;;一类Fmoc保护二肽醇类凝胶因子的合成与凝胶化研究[J];化学学报;2008年23期
17 俞中平;刘博;叶波;孔伟;石欣超;翁晶晶;王智宇;;单分散锑掺杂氧化锡(ATO)纳米材料的制备及其自组装(英文)[J];稀有金属材料与工程;2010年S2期
18 冉千平;邓树山;吴石山;周栋梁;;Na~+,Ca~(2+)和Al~(3+)对聚丙烯酸钠的自组装行为的影响[J];高分子材料科学与工程;2011年02期
19 朱清时,林铭章;凝聚相中纳米粒子的自组装[J];世界科技研究与发展;1997年02期
20 张丽,邹勃,董彬,霍峰蔚,王治强,张希;新型树枝状硫醇的自组装单层膜──图案化表面及其浸润性的调控[J];高等学校化学学报;2001年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 布丽斯;全大萍;廖凯荣;帅心涛;;链端含支化赖氨酸Lysn-PEG-b-PCL两亲性嵌段共聚物的合成与自组装行为[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
2 许静;李天铎;;两亲ABC三嵌段聚合物在混合溶剂中自组装形态的电镜观察[A];中国化学会第27届学术年会第16分会场摘要集[C];2010年
3 刘敬成;贾秀丽;王宝清;熊小梅;刘仁;刘晓亚;;双亲性光敏共聚物P(St/VM-co-MA)的合成及其自组装胶束分散多壁碳纳米管的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 肖军燕;齐利民;;溶剂蒸发诱导下片状金纳米棒超结构的自组装[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
5 赵玮;潘月秀;佟斌;石建兵;董宇平;;功能化碳纳米管-有机金属自组装功能膜构筑与光电性能[A];2010年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会(暨第十一次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会)会议论文集[C];2010年
6 冯媛媛;张哲;;铁表面自组装金纳米微粒膜的研究[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
7 钟克利;金龙一;;n型刚棒与树枝状聚环氧乙烷链的刚棒-线团低聚醚的合成与自组装[A];中国化学会第28届学术年会第15分会场摘要集[C];2012年
8 丁宝全;;DNA折纸结构引导的功能纳米材料的可控自组装[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 侯鲲;高子伟;孙华明;韩肖慧;;氧化锌纳米棒的自组装制备及光谱特性[A];第七届全国液体和软物质物理学术会议程序册及论文摘要集[C];2010年
10 王训;;纳米团簇自组装研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁建军;两亲嵌段共聚物:分子设计及溶液中自组装形态控制[D];浙江大学;2002年
2 孟诗云;含4-羟基苯乙烯基的嵌段共聚合物在二维有限界面的自组装行为研究[D];四川大学;2004年
3 谢荣国;光子晶体用结构基元的制备、自组装与性能[D];浙江大学;2006年
4 董林;ZnO纳米晶的修饰、自组装及光学性质研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
5 王薇;化学酶法合成嵌段共聚物及其自组装的研究[D];吉林大学;2009年
6 王志军;ZnO量子点中激子的基态特性及表面修饰对光学性质的影响[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
7 付华;有机磷辅助氨基酸自组装成肽及其机理研究[D];清华大学;1998年
8 蒙延双;拟薄水铝石复合溶胶自组装稀土荧光体的微结构与光谱研究[D];昆明理工大学;2007年
9 郭汝海;InAs/GaAs自组装量子点的应变分布和电子结构的理论研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 王永慧;层接层自组装无机—有机纳米功能复合膜[D];东北师范大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 童达君;两亲嵌段共聚物的功能化研究[D];浙江大学;2012年
2 林浩祥;介孔氧化硅和二氧化钛的自组装方法制备和形态控制[D];清华大学;2005年
3 李兰艳;酶催化两亲嵌段共聚物的合成及其纳米胶束的研究[D];华南理工大学;2010年
4 毛联波;刚柔PANI/PEG嵌段共聚物的合成及自组装[D];华中科技大学;2006年
5 高原;含有聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯的两亲性嵌段聚合物的制备与组装[D];吉林大学;2008年
6 汤誌忠;两亲嵌段共聚物的ATRP法合成及其在非极性溶剂中的自组装[D];中北大学;2005年
7 季媛;纳米结构金属表面吸附功能分子的拉曼光谱研究[D];苏州大学;2004年
8 庞鹏飞;单分子层包裹的金纳米粒子的电子传输传感研究[D];湖南大学;2004年
9 余红伟;金纳米粒子在核酸检测中的应用研究[D];重庆大学;2005年
10 史娟;白杨素-6-磺酸根与金属离子自组装作用及晶体结构研究[D];陕西师范大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘霞;美研发出自组装二维聚合物晶体分子纸[N];科技日报;2010年
2 记者 李大庆;中欧科学家在自组装分子机器研究方面获重要进展[N];科技日报;2011年
3 何屹;亚纳米膜可实现同步自组装[N];科技日报;2011年
4 理华;纳米新材料应用获可喜进展[N];中国化工报;2007年
5 ;“原子自组装纳米球”固体润滑剂节能减排助力山东万众集团步入发展快车道[N];经济参考报;2011年
6 通讯员 刘恒波 杨洪永;“原子自组装纳米球固体润滑剂”实地测试[N];科技日报;2011年
7 ;自组装高分子微胶囊研究获重要进展[N];中国高新技术产业导报;2003年
8 刘军;宏观自组装现象为探索生命起源提供新启示[N];大众科技报;2004年
9 ;自组装高分子微胶囊领域获重要进展[N];科技日报;2003年
10 本报驻美国记者 毛黎;分析单细胞内基因表达的新途径[N];科技日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978