本文選題：聚電解質(zhì)復(fù)合　切入點(diǎn)：聚合誘導(dǎo)自組裝　出處：《蘇州大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：文獻(xiàn)報(bào)道的水溶液聚合誘導(dǎo)自組裝(Polymerization-Induced Self-Assembly,PISA)大多基于疏水締合作用,只有少數(shù)單體能夠?qū)崿F(xiàn)該過程。除疏水作用外,嵌段共聚物自組裝的驅(qū)動(dòng)力還有靜電、氫鍵、配位等作用。目前基于其他相互作用的PISA過程鮮有報(bào)道。在水溶液中通過聚電解質(zhì)復(fù)合(PIC),相反電荷的聚電解質(zhì)形成去水合化的復(fù)合物,為構(gòu)建離子單體的水溶液PISA提供新機(jī)遇。通過我們前期發(fā)展的可見光活化室溫水溶液RAFT聚合,本論文探索了PIC驅(qū)動(dòng)離子化單體的水溶液聚合誘導(dǎo)自組裝(Polyion Complexation for Polymerization-Induced Self-Assembly,PIC-PISA)。由此擴(kuò)大PISA單體適用范圍,豐富PISA的內(nèi)涵,為一步法合成聚電解質(zhì)復(fù)合組裝材料提供新策略。為了利用靜電作用驅(qū)動(dòng)水溶液分散聚合誘導(dǎo)自組裝,本論文通過可見光活化室溫水溶液RAFT聚合,合成了含有三硫酯端基的聚陰離子型模板—聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉(PAMPS91)。通過PAMPS91的RAFT端基胺解及邁克爾加成反應(yīng),實(shí)現(xiàn)封端。使PAMPS91與陽離子型單體相互作用,但不發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)。紫外可見吸收光譜(UV-vis光譜)、核磁共振氫譜(1H NMR)及凝膠滲透色譜(GPC)結(jié)果表明,所得產(chǎn)物結(jié)構(gòu)明確,封端反應(yīng)完全,分子量分布較窄。在此基礎(chǔ)上,本論文研究了聚電解質(zhì)復(fù)合驅(qū)動(dòng)的聚合誘導(dǎo)自組裝(PIC-PISA)。以水溶性的(2,4,6-三甲基苯甲�；�)苯基膦酸鈉(SPTP)作為光引發(fā)劑,合成的聚N-異羥丙基甲基丙烯酰胺(PHPMA175)為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑,將聚陰離子型PAMPS91加入到陽離子型N-2-氨基乙基丙烯酰胺鹽酸鹽(AEAM)單體的聚合反應(yīng)溶液中。設(shè)計(jì)AEAM與AMPS摩爾單元投料比為2.18。通過可見光活化室溫水溶液RAFT聚合過程中的光開關(guān),控制聚合反應(yīng)。研究結(jié)果表明,由于表面帶正電荷的聚集體與游離單體之間存在靜電排斥以及增長(zhǎng)鏈運(yùn)動(dòng)受限,等電點(diǎn)之后聚合反應(yīng)速率降低。由于聚電解質(zhì)復(fù)合,在等電點(diǎn)的去水合化程度及光散射強(qiáng)度達(dá)到最大值。隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行,溶液經(jīng)歷自由流動(dòng)體-粘流液-物理凝膠-粘流液-自由流動(dòng)體的動(dòng)態(tài)演化。聚電解質(zhì)復(fù)合物的表面電荷由負(fù)電荷、等電點(diǎn)的電中性,逐步演變?yōu)檎姾�。其組裝結(jié)構(gòu)經(jīng)歷膠束的形成和生長(zhǎng),以膠束為基本單元的超膠體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),及其解組裝過程。過量電荷的靜電排斥力導(dǎo)致網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)撕裂成球狀膠束。通過稀釋增強(qiáng)靜電排斥力及攪拌的外加機(jī)械剪切力,也可以使網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞并解組裝變成球狀膠束。以上結(jié)果均表明,PIC-PISA體現(xiàn)出與文獻(xiàn)報(bào)道的疏水驅(qū)動(dòng)PISA完全不同的自組裝行為。作為對(duì)照試驗(yàn),本論文利用制備聚電解質(zhì)復(fù)合物的傳統(tǒng)方法,在等電點(diǎn)及聚電解質(zhì)嵌段鏈長(zhǎng)相當(dāng)?shù)那闆r下,探索了PAMPS91均聚物和PHPMA175-b-PAEAM93嵌段共聚物的PIC驅(qū)動(dòng)自組裝行為。結(jié)果表明,聚電解質(zhì)復(fù)合物為窄粒徑分布的球形膠束,不同于本論文PIC-PISA所生成的超膠體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此,組裝結(jié)構(gòu)與鏈增長(zhǎng)過程相關(guān)聯(lián)。綜上所述,通過聚電解質(zhì)復(fù)合,可以實(shí)現(xiàn)離子單體的水溶液PISA過程。由此,拓展了PISA的單體普適性,為PISA體系添加了新成員。PIC-PISA受控于鏈增長(zhǎng)導(dǎo)致的靜電相互作用演變,體現(xiàn)出不同于疏水驅(qū)動(dòng)的PISA超分子構(gòu)筑演化特征,由此拓展了PISA的內(nèi)涵。以上研究為一步法制備聚電解質(zhì)復(fù)合組裝材料提供了新策略,高濃度下的PIC-PISA為批量生產(chǎn)聚電解質(zhì)復(fù)合組裝材料奠定了方法學(xué)基礎(chǔ)。
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【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O631.3

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本文編號(hào)：1585438