两亲性AB聚合物及“一锅法”易位聚物纳米粒子的制备与形态研究

摘要

本文通过开环易位聚合（ROMP）与原子转移自由基聚合（ATRP）联用，制备了两亲性AB2聚合物。首先采用Grubbs第一代催化剂引发单体进行ROMP反应，并用两种路线（方法A、方法B）制备了单遥爪聚降冰片烯二甲酯聚合物(PONBDM-Br2)疏水链，使聚合物的末端连有两个可以引发ATRP聚合反应的叔溴官能团。考察了不同封端剂对聚合反应的影响。通过核磁共振氢谱图计算采用方法A与B得到的遥爪聚合物封端效率分别为94％和67％。以不同方法制得聚合物PONBDM-Br2分别为大分子引发剂，以甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)为单体，在每条疏水链端生成了两条PDMAEMA亲水链。分别得到了分子量分布窄的AB2两亲性嵌段共聚物PONBDM-(PDMAEMA)2。选择具有相同长度疏水链，不同长度亲水链的聚合物PONBDMn-b-(PDMAEMAm)2进行了自组装行为研究，用动态激光光散射(DLS)，原子力显微镜(AFM)，透射电镜(TEM)技术考察了嵌段共聚物PONBDM-(PDMAEMA)2在选择性溶剂/共溶剂（H20/THF）中的胶束形态。结果表明：分别得到了粒径为130nm与330nm的纳米粒子，通过AFM与TEM观察粒子具有明显球形核壳结构。
　　 在此基础上，利用聚合物在甲苯中的溶解性差异，采用单体按顺序加料，“一锅法”制备了可光交联的易位聚合物纳米粒子。在甲苯溶剂中，首先以第一代催化剂引发降冰片烯二溴单体进行ROMP反应，聚合物在甲苯中溶解性良好，随后按顺序相继加入第二、第三个单体，使其在活性链端进行聚合。由于第二、第三个单体的聚合物在甲苯中不溶，于是在聚合进行的同时形成了以第一单体的聚合物嵌段为壳、以第二和第三单体的聚合物嵌段为核的胶束纳米粒子。利用DLS、AFM、TEM等技术考察了嵌段共聚物的胶束行为，得到了粒径在80～180 nm之间、分布比较均一的球形胶束纳米粒子。用1HNMR、元素分析(EA)及凝胶渗透色谱(GPC)对共聚物组成进行表征。在紫外灯照射下进行了胶束中核嵌段的光交联反应，得到了在非选择性溶剂如氯仿中稳定存在的纳米粒子。