气体膨胀液体中两亲性嵌段共聚物PS-b-P4VP的自组装行为研究

摘要

嵌段共聚物在选择性溶剂中可以缔合，形成以不溶性链段为核，可溶性链段为壳的胶束，这种胶束被广泛用作表面活性剂、增溶剂、药物载体和纳米材料等。
　　 气体膨胀液体(GXLs)具有优良的溶解能力和传质性能，是一种新的环境友好型溶剂。通过调节气体的压力即体系中CO2的含量，可预先设计气体膨胀液体的诸多性质，从而使它们的溶剂强度、传输性质等特性介于常规液体和超临界流体之间。
　　 本论文首先用可逆加成断裂活性（RAFT）自由基聚合法合成了具有不同分子量和不同嵌段比例的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)，采用凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶红外光谱(FI-IR)和核磁共振氢谱(1HNMR)对聚合物进行了表征。然后对该嵌段共聚物在CO2-膨胀甲苯（或甲醇）中的自组装行为进行了研究，并且与相同温度下常规压力下的自组装进行了对比，采用透射电镜(TEM)对自组装形态进行表征。
　　 结果显示，不同压力下，不同嵌段比例的嵌段共聚物可以在CO2-膨胀甲苯中自组装成为球形、棒状、交联状、以及囊泡与膜状等结构。同一嵌段共聚物在CO2-膨胀甲苯中，自组装形态随着压力的增大呈现出由球形→棒状→交联状的演变，或者呈现出由球形→核-壳结构→囊泡→膜状结构的演变;而在CO2-膨胀甲醇中，则自组装成球形或管状结构。
　　 研究表明，共聚物在气体膨胀液体中的自组装具有更加明显的结构特征，其自组装形态与体系的压力、选择性溶剂的极性、嵌段共聚物的分子量以及两端链的比例大小均有关。
　　 本文最后对嵌段共聚物在气体膨胀液体中组装形态的潜在应用前景进行了展望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 气体膨胀液体的定义、性质及其应用

1．2．1 气体膨胀液体的定义及性质

1．2．2 气体膨胀液体的应用

1．3 嵌段共聚物的自组装

1．3．1 嵌段共聚物自组装不同的制备方法

1．3．2 嵌段共聚物聚集体自组装不同形态的透射电镜(TEM)照片

1．3．3 聚集体结构的控制因素

1．4 小结

1．5 本文的设计与研究内容

第二章 两亲性嵌段共聚物PS-b-P4VP的合成及表征

2．1 引言

2．2 实验试剂及仪器

2．2．1 实验原料与试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验所用试剂的处理

2．3 嵌段共聚物PS-b-P4VP的合成路线

2．3．1 聚苯乙烯(PS)的合成

2．3．2 嵌段共聚物PS-b-P4VP的合成

2．4 嵌段共聚物P4VP-b-PS的合成路线

2．4．1 聚4-乙烯基吡啶(P4VP)的合成

2．4．2 嵌段共聚物P4VP-b-PS的合成

2．5 聚合物的红外光谱表征

2．6 聚合物的分子量、多分散性分布

2．6．1 大分子链转移剂PS的分子量、分子量分布及组成

2．6．2 嵌段共聚物PS-b-P4VP的分子量、分子量分布及组成

2．6．3 大分子链转移剂P4VP的分子量、分子量分布及组成

2．6．4 嵌段共聚物P4VP-b-PS的分子量、分子量分布及组成

2．7 聚合物的核磁氢谱表征

2．8 小结

第三章 气体膨胀液体中两亲性嵌段共聚物PS-b-P4VP的自组装行为研究

3．1 引言

3．2 实验试剂与装置

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验装置图

3．3 常压自组装

3．4 气体膨胀液体中不同压力下自组装

3．5 自组装样品的透射电镜(TEM)表征

3．6 嵌段共聚物PS-b-P4VP自组装形态的TEM表征

3．6．1 CO2-膨胀甲苯(或甲醇)中PS141-b-P4VP353的自组装

3．6．2 CO2-膨胀甲苯(或甲醇)中PS90-b-P4VP900的自组装

3．6．3 CO2-膨胀甲苯与甲醇混合溶液中PS70-b-P4VP945的自组装

3．6．4 小结

3．7 嵌段共聚物P4VP-b-PS自组装形态的TEM表征

3．7．1 CO2-膨胀甲苯中P4VP347-b-PS2082的自组装

3．7．2 CO2-膨胀甲醇中P4VP347-b-PS2082的自组装

3．7．3 CO2-膨胀甲苯中P4VP347-b-PS1041的自组装

3．8 小结

第四章 结论与展望

参考文献

致谢