文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
RAFT聚合在高分子自组装聚集体制备中的应用研究
姓名:丁宗雷
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:何卫东
2011-04-28
摘要
摘要
可逆-加成-裂解链转移(RAFT)聚合受是应用最广泛的一种可控/活性自由
基聚合方法。它为合成各种特殊结构的聚合物,如接枝、嵌段、星形、梳形、环
形和超支化等结构,提供了一种便利的技术手段,也为合成各种具有光、电、磁
等功能性高分子材料提供了有力的合成平台。本论文探讨了 RAFT 聚合在高分子
自组装聚集体制备方面的运用,通过 RAFT 聚合、并结合其它化学方法制备出壳
交联两性聚电解质胶束;采用聚合诱导自组装方法在 RAFT 聚合体系中直接制备
出 yolk/shell 和纳米线等高分子自组装聚集体,具体研究内容及结果如下。
1. 以 S-十二烷基-S′-(α, α′-二甲基-α′′-乙酸)三硫代碳酸酯(DMP)为初始链
转移剂,通过 RAFT 聚合的方法,合成出结构可控的嵌段-梳形共聚物聚丙烯酸
叔丁酯-b-聚(聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯)
(PtBA-b-P(PEGMEMA-co-DMAEMA) )。在 THF 和水的混合溶剂中,嵌段-梳形
共聚物 PtBA-b-P(PEGMEMA-co-DMAEMA)自组装成核-壳型的球形胶束,PtBA
链段组成核,PDMAEMA 链段组成壳,短支链 PEG 组成冠。使用二碘化物交联
剂成功地将 PDMAEMA 壳层交联,并使之季铵化;核链段 PtBA 可被三氟乙酸
选择性的水解,最终得到了壳层带正电荷、内核带负电荷的两性聚电解质壳交联
胶束。在整个制备过程中,胶束的化学结构、胶束的物理形态和表面带电荷的情
况都得到了表征。
2. 通过 RAFT 聚合的聚合诱导自组装(PISR)方法,选用合适链长的聚丙
烯酸大分子链转移剂 PAA-DMP ,通过调节链转移剂和引发剂的比值
(PAA-DMP/AIBN),得到结构均一的 yolk/shell 和纳米线结构的聚集体,这对实
际应用有重要的参考价值。当 PAA-DMP 较长时,随着 PAA-DMP/AIBN 比值的
增大,聚集体的形貌从复杂到简单而变化,即按照 yolk/shell 结构、囊泡、纳米
线、蠕虫状胶束、球形胶束的顺序逐步变化,但结构都比较稳定。当 PAA-DMP
较短时,聚集体的形貌有相似的变化,但聚集体的结构不稳定。可见,PAA-DMP
的链长对聚集体形貌的影响很大。PAA-DMP 链越长,其稳定作用越强,聚集体
形貌越规整。另外,向体系中加入小分子链转移剂 DMP,改变 PAA-DMP/DMP
的比值,也会使聚集体的结构发生类似的变化。
关键词:RAFT 聚合聚合诱导自组装两性聚电解质胶束 yolk/shell 纳米线
I
ABSTACT
ABSTRACT
Reversible addition-fragmentation-transfer (RAFT) polymerization is a widely
applied controlled/living radical polymerization (CRP) techniques. It is arguably the
most versatile technique in terms of broad monomer selection and wide reaction
conditions. RAFT polymerization provides a powerful method to synthesize various
specially structured polymers, such as graft, block, star, comb and cycle, as well as
many kinds of polymeric materials with significant applications. This dissertation
describes several research results in the synthesis of polymeric materials based on
RAFT polymerization. The main results obtained in this thesis are as follows:
1. Through reversible addition-fragmentation chain transfer (