含多面体笼状硅氧烷(POSS)的有机/无机杂化两亲性嵌段共聚物的构建与组装

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含多面体笼状硅氧烷(POSS)的高分子是一类新型的无机/有机杂化复合材料,其优良的综合性能引起了人们的广泛关注。本文主要以含POSS的两亲性嵌段共聚物为研究对象,对其合成和在水溶液中的组装行为进行了系统性的研究,主要研究内容包括:1.对单功能化的POSS单体进行扩链,增加丙烯酸酯键到POSS单元间的距离,合成了新的含POSS的单体(HEMAPOSS),有效地降低了在自由基聚合过程中POSS笼状核之间的空间位阻。采用RAFT聚合法,成功地合成了含HEMAPOSS为结构单元的高聚合度均聚物—HEMAPOSS。并用1HNMR, GPC跟踪检测,系统地研究了HEMAPOSS单体的RAFT聚合动力学过程。2.以DMAEMA为单体,PHEMAPOSS为大分子链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂。通过改变单体/链转移剂的比例(DMAEMA/PHEMAPOSS),合成了一系列含不同DMAEMA链段长度的两亲性嵌段共聚物PHEMAPOSS-b-PDMAEMA,并用1HNMR和GPC对其结构进行了表征。系统地研究了PHEMAPOSS-b-PDMAEMA体系在水溶液中的组装行为,通过对DMAEMA亲水链段长度的调节,得到了从不规则聚集体到球形,再到项链状,最后再到大复合囊泡一系列形态。3.以PHEMAPOSS45-b-PDMAEMA286为代表,系统的研究了体系的热响应性和pH响应性。结果表明在温度变化下,形态并没有发生明显的转变。而通过酸-碱控制,可以成功的实现球形胶束的聚集-解离过程的可逆转变。4.以PHEMAPOSS为大分子链转移剂,AIBN为引发剂,tBMA为单体,采用RAFT法制备PHEMAPOSS-b-PtBMA两嵌段共聚物,得到了一系列相对分子量可控、分子量分布窄的杂化嵌段共聚物,并采用1HNMR和GPC对其聚物结构进行表征和分析。最后用三氟乙酸(TFA)对PI IEMAPOSS-b-PtBMA体系进行水解,成功得到了两亲性杂化共聚物PHEMAPOSS-b-PMAA。并采用TEM和AFM,直观的研究了PHEMAPOSS-b-PMAA体系在水溶液中形成的组装形态,以及具有不同亲水链段PMAA长度下形态的变化规律。
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