兩嵌段共聚物三維受限自組裝與解組裝.pdf

1、嵌段共聚物自組裝與解組裝作為制備聚合物納米材料的一條重要途徑，在納米科技的研究領域受到越來越多的關注。聚合物納米材料及其復合材料的諸多性能不僅取決于其化學組成，還與其結(jié)構和形狀等密切相關。因此，設計、制備具有特定結(jié)構和形狀的聚合物納米材料具有重要的意義。兩嵌段共聚物通過自組裝可以形成具有有序納米結(jié)構的聚集體。通過改變共聚物組成或者組裝過程的外部條件，可以有效地調(diào)控聚集體的組裝結(jié)構。選擇性地解組裝聚集體的某一組分，可以進一步獲得結(jié)構和形狀

2、可調(diào)的聚合物納米材料。
　　本論文基于乳液-溶劑揮發(fā)法研究兩嵌段共聚物——聚苯乙烯-b-聚（4-乙烯基吡啶）（PS-b-P4VP）在三維（3D）軟受限空間中的自組裝行為，并以此獲得內(nèi)部具有納米結(jié)構的膠體微球。在此基礎上，對微球的P4VP組分進行選擇性地解組裝，進而獲得了各種結(jié)構和形狀新穎且可控的介孔微球、各向異性的納米粒及其復合納米材料。本論文主要包括以下四部分內(nèi)容：
　　1．PS-b-P4VP的3D受限自組裝及形態(tài)轉(zhuǎn)變。先

3、后考察了PS-b-P4VP組成、溶劑選擇性、界面作用和受限程度等參數(shù)對組裝結(jié)構的影響，并成功地制備了多種形態(tài)新穎的PS-b-P4VP膠體微球。重點研究了強受限條件下PS-b-P4VP通過3D軟受限自組裝形成膠體分子的機理。另一方面，采用3D受限溶劑退火方法研究了PS-b-P4VP膠體微球的形態(tài)轉(zhuǎn)變行為，分析了形態(tài)轉(zhuǎn)變的機理，并成功地實現(xiàn)了微球形狀和內(nèi)部結(jié)構的雙重可逆轉(zhuǎn)變。
　　2．基于PS-b-P4VP的超分子聚合物3D受限自組裝

4、與解組裝。通過十五烷基苯酚（PDP）與P4VP嵌段氫鍵結(jié)合構筑超分子聚合物PS-b-P4VP(PDP)。在第1部分基礎上，進一步提出了通過該超分子策略來調(diào)控3D受限組裝結(jié)構的新方法，探討了PDP對組裝結(jié)構的影響機制。在PS-b-P4VP組成不變的前提下，只需調(diào)節(jié)PDP的含量，便可實現(xiàn)對微球組裝結(jié)構的有效調(diào)控。在此基礎上，通過選擇性解組裝 P4VP(PDP)微區(qū)得到了形態(tài)可控的聚合物介孔微球及各向異性的納米粒，并以納米粒為原料成功制備了各

5、向異性的聚合物/無機復合納米材料。
　　3．PS-b-P4VP3D受限自組裝與解組裝制備Janus納米材料。在第1和第2部分的基礎上，提出了通過解組裝PS-b-P4VP微球來制備Janus納米盤和Janus納米粒的新方法，并進一步制備了聚合物/無機復合 Janus納米材料。此外，研究了這類 Janus納米材料的結(jié)構、性能及其自組裝行為。
　　4．PS-b-P4VP與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的二元共混體系在3D受限空間中的

6、相分離。通過PS-b-P4VP與PMMA的相分離成功獲得了內(nèi)部結(jié)構可調(diào)、各向異性的Janus膠體微球。系統(tǒng)地研究了聚合物組成、溶劑選擇性、受限程度和界面-聚合物相互作用等參數(shù)對組裝結(jié)構的影響。在此基礎上，采用3D受限溶劑退火方法實現(xiàn)了此類Janus膠體微球形狀和結(jié)構的可逆轉(zhuǎn)變。
　　本論文的系列工作以PS-b-P4VP為研究對象，發(fā)展了調(diào)控兩嵌段共聚物3D受限組裝結(jié)構的新方法；加深了人們對兩嵌段共聚物3D受限自組裝行為的理解和認識