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聚丙烯酸—聚丙烯腈两亲性嵌段共聚物胶束及其纳米材料的研究

胡爱娟  
【摘要】: 两亲嵌段共聚物在水溶液中可以自组装成以亲水链段为壳、以憎水链段为核的球形胶束,在制备纳米材料等方面具有潜在的应用前景,引起了人们广泛的关注。本文以聚丙烯酸.聚丙烯腈(PAA-b-PAN)两亲嵌段共聚物为研究对象,研究了PAA-b-PAN的合成、胶束化、氢键诱导的PAA-b-PAN胶束与其它胶束之间的共聚集以及用PAA-b-PAN胶束作模板制备磁性碳纳米粒子。主要工作与结果如下: 1.通过原子转移自由基聚合(ATRP)技术合成聚丙烯酸叔丁酯-聚丙烯腈(PtBA-b-PAN)嵌段共聚物,利用三氟乙酸催化酸解制备PAA-b-PAN两亲嵌段共聚物,并制备了PAA-b-PAN胶束。用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)对聚合物进行了表征,结果表明利用ATRP技术成功制备了窄分布的PAA-b-PAN两亲嵌段共聚物。用透射电镜(TEM)和激光光散射(LLS)表征了胶束的大小与形貌、以及溶液的pH值对嵌段共聚物胶束的影响。结果表明PAA-b-PAN在水溶液中可以自组装成以PAA为壳、PAN为核的球形胶束,半径约为20 nm。并且胶束会随着溶液pH的变化而变化,在溶液pH由6.5变为9.8时,胶束半径增大、且从致密的结构变成膨胀松散的结构。 2.利用本实验室制备的聚二甲基硅氧烷.聚环氧乙烷接枝共聚物(PDMS-g-PEO)在水溶液中自组装成胶束,用LLS和TEM考察PAA-b-PAN胶束和PDMS-g-PEO胶束之间的氢键络合作用引起的胶束之间的共聚集,以及两种胶束的共聚集随溶液pH、PAA/PEO摩尔链节比和时间的变化。结果表明,PDMS-g-PEO接枝共聚物可以自组装成具有PEO壳,PDMS和部分缠绕在内的PEO形成的疏松核结构的胶束,其大小约为140 nm。溶液pH为3.5时,PAA-b-PAN胶束和PDMS-g-PEO胶束之间可以发生氢键相互作用而诱导其共聚集形成络合物聚集体。当PAA/PEO摩尔链节比在0.61~1.61时,两种胶束能很快的发生共聚集形成


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