聚已内酯--b--聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯嵌段共聚物结晶性胶束的解组装研究

摘要

近年来，结晶驱动的嵌段共聚物溶液自组装因其良好的可控性引起了人们的广泛关注。研究者通过改变嵌段共聚物的链结构或结晶条件等方法调控胶束形貌和尺寸。我们以聚（ε-己内酯）-b-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PCL-b-PDM)为研究对象，以透射电子显微镜(TEM)为主要表征手段，研究了PCL-b-PDM结晶性胶束的自组装和解组装行为。 一是从核层入手，首先考察了添加正己醇对PCL-b-PDM水相片状结晶性胶束形态的影响，并尝试探究其解组装机理。我们发现正己醇能够驱动PCL-b-PDM结晶性胶束发生“片-棒”转变，整个转变过程温和而缓慢，较高的正己醇浓度有利于解组装的进行。胶束的这种“片-棒”转变是正己醇与PCL核层而非PDM壳层的氢键相互作用的结果，片状PCL晶体沿(200)面裂开，形成棒状胶束。结晶性胶束的这种由片到棒的解组装属首次报道。 二是从壳层入手，考察了更换选择性溶剂对PCL-b-PDM甲醇溶液片状结晶性胶束形态的影响，并在此基础上用溴代试剂季铵化壳层链段，探究可溶链段结构变化对结晶性胶束形貌的影响。我们发现在向甲醇溶液胶束中加入少量水即可引起胶束解组装产生棒状胶束，但解组装不完全。而季铵化则可抑制片状胶束这种由甲醇转移到水相中所发生的解组装过程。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 结晶驱动的嵌段共聚物溶液自组装

1．3 结晶性胶束的“活性”／可控生长

1．3．1 含PFS链段的结晶性胶束

1．3．2 含PE链段的结晶性胶束

1．3．3 含PLA链段的结晶性胶束

1．3．4 含PCL链段的结晶性胶束

1．4 结晶性嵌段共聚物的多层级自组装

1．4．1 含PFS链段的嵌段共聚物

1．4．2 含PE链段的嵌段共聚物

1．4．3 含PLLA链段的嵌段共聚物

1．4．4 含PCL链段的嵌段共聚物

1．5 胶束的形貌转变与解组装

1．5．1 结晶性胶束的断裂和解组装

1．5．2 非结晶性组装体的形貌转变与解组装

1．6 课题提出

2 实验部分

2．1 主要试剂及其纯化

2．1．1 主要试剂

2．1．2 试剂的纯化

2．2 PCL-b-PDM嵌段共聚物的合成

2．2．1 小分子双官能团引发剂2-溴异丁酸羟乙酯(HEBiB)的制备

2．3 PCL-b-PDM嵌段共聚物的表征

2．3．1 核磁共振氢谱分析(1H NMR))测试

2．3．2 凝胶渗透色谱法(GPC)测试

2．4 PCL-b-PDM胶束的制备

2．5 PCL-b-PDM胶束的表征

2．5．1 透射电子显微镜(TEM)

2．5．2 原子力显微镜(AFM)

2．5．3 动态激光光散射(DLS)

2．5．4 广角X射线散射(WAXS)

2．5．5 差示扫描量热仪(DSC)

2．5．6 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)

2．6 PCL-b-PDM胶束的季铵化反应

3 正己醇调控PCL-b-PDM胶束形貌

3．1 PCL67-b-PDM41原始胶束的制备与形貌表征

3．2 正己醇对PCL67-b-PDM41结晶性胶束形貌的影响

3．3 正己醇的浓度和作用时间对胶束形貌的影响

3．4 PCL-b-PDM胶束与正己醇的相互作用

3．4．1 WAXS和DSC表征结果

3．4．2 片状胶束中PCL嵌段折叠次数的估算

3．4．3 PCL与正己醇的相互作用

3．4．4 PDM与正己醇的相互作用

3．5 解组装行为的机理解释

3．6 可逆转变的尝试性研究

3．7 本章小结

4 溶剂／季铵化调控PCL-b-PDM胶束形貌

4．1 PCL58-b-PDM67醇溶液胶束的制备与形貌表征

4．2 加水量对PCL58-b-PDM67醇溶液胶束形貌的影响

4．3 季铵化对甲醇溶液胶束形貌的影响

4．4 季铵化对水溶液中胶束形貌的影响

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 工作展望

参考文献

作者简介

攻读硕士期间发表的论文