聚苯乙烯-b-聚（4-乙烯基吡啶）的合成及其在乙醇中胶束化行为的研究

摘要

对生物体系中自组装现象的理解和小尺寸材料的可控制备，已经成为人们十分关注的科学技术领域。在这一背景下，嵌段共聚物显示了其强大的生命力。它不仅能在选择性溶剂中自组装形成具有特定形态的分子聚集体，而且能构筑纳米级分级有序的先进材料。新型嵌段共聚物的分子设计及其自组装形态控制是当前该体系研究的重要内容和发展趋势。 基于嵌段共聚物这样的一个背景，本论文采用原子转移自由基聚合(ATRP)设计合成了结构明确，分子量分布较窄的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)；并系统的研究了嵌段共聚物PS-b-P4VP在乙醇中的胶束化行为。 P4VP相对PS较长的嵌段共聚物PS-b-P4VP在乙醇中自组装形成以PS为核，P4VP为壳的星型胶束。成壳嵌段的长度影响胶束的结构，成壳嵌段越短，构成胶束壳的聚合物分子链间的斥力越小，胶束越容易聚集形成胶束簇。胶束簇的粒径较大，结构疏松；室温下，聚合物分子链处于一种被“冻结”的状态，嵌段共聚物在乙醇中形成的星型胶束的结构是相对稳定的，在一定的浓度范围内，稀释胶束溶液不能改变胶束的粒径；此外还研究了聚合物的初始浓度对星型胶束结构的影响以及在一定温度下，小分子添加剂诱导胶束聚集的行为，添加剂的性质和蒸发溶剂的温度影响胶束聚集体的形态；最后还初步探讨了制备方法的不同对胶束结构的影响。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节原子转移自由基活性聚合

一、活性聚合

二、原子转移自由基活性聚合的研究进展

三、配体在原子转移自由基聚合反应中的作用

第二节嵌段共聚物的自组装

一、分子自组装简介

二、两亲性嵌段共聚物胶束的结构

三、表征两亲性嵌段共聚物胶柬的参数

四、胶束的制备方法

五、两亲性嵌段共聚物胶束的形态

六、嵌段共聚物的自组装行为及其影响因素

七、含吡啶类的嵌段共聚物在溶液中的自组装行为

第三节研究课题的提出

参考文献

第二章原子转移自由基聚合合成聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)

一、实验部分

1.主要原料和试剂

2.主要仪器

3.催化剂和配体的制备

4.大分子引发剂PS-Cl的合成

5.聚4-乙烯基吡啶P4VP的合成

6.嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)的合成

二、结果与讨论

1.配体Me6TREN的表征

2.聚苯乙烯的分子量及分子量分布

3.聚4-乙烯基吡啶(P4VP)的表征

4.嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)的表征

三、结论

参考文献

第三章嵌段共聚物PS-b-P4VP在乙醇中的自组装研究

第一节激光光散射的基本原理及在高分子科学中的应用

第二节激光光散射研究嵌段共聚物PS80-b-P4VP110在乙醇中的缔合

一、实验部分

二、结果与讨论

三、结论

第三节嵌段长度不同对胶束结构的影响

一、实验部分

二、结果与讨论

三、结论

第四节聚合物的初始浓度对胶束结构的影响

一、实验部分

二、聚合物PS80-b-P4VP110初始浓度不同形成的胶束的LS表征

三、结论

第五节制备方法对嵌段共聚物PS-b-P4VP胶束的影响

一、实验部分

二、结果与讨论

三、结论

第六节小分子添加剂对PS-b-P4VP胶束聚集的影响

一、实验部分

二、结果与讨论

三、结论

参考文献

全文结论

致谢