2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、光響應(yīng)聚合物作為一類可通過光的開/關(guān)來控制光反應(yīng)過程的功能性聚合物受到人們越來越多的關(guān)注。聚合物材料的性能不僅取決于其組成,還與其形貌與結(jié)構(gòu)直接相關(guān)。因而,調(diào)控聚合物組裝體的形狀/結(jié)構(gòu)對其實(shí)際應(yīng)用具有重要的意義。對于光響應(yīng)聚合物,如何設(shè)計(jì)光響應(yīng)基團(tuán)及控制光照條件來制備具有特殊形貌結(jié)構(gòu)和功能的材料是人們目前亟待解決的問題之一。
  本論文基于光響應(yīng)聚合物聚[6-(4-甲氧基-4’氧偶氮苯)己基甲基丙烯酸酯](PMMAzo)、聚(4-

2、乙烯基吡啶)-b-聚[6-(4-甲氧基-4’氧偶氮苯)己基甲基丙烯酸酯](P4VP-b-PMMAzo)和聚(3-己基噻吩)-b-聚氧化乙烯(P3HT-b-PEO),研究了它們在溶液中的組裝行為。通過微流控液滴技術(shù)、沉淀法及外場刺激(如光、pH)等方式實(shí)現(xiàn)了聚合物組裝體的可控制備,得到了具有特殊形狀結(jié)構(gòu)的組裝體。主要研究內(nèi)容及結(jié)論包括:
  1)尺寸均一PMMAzo微球的制備及其光致形變。采用微流控技術(shù)制備了PMMAzo光滑實(shí)心微球

3、,利用偏振光對其進(jìn)行照射,使聚合物分子鏈沿著偏振方向移動,由此引起微球形貌的改變。通過改變微球初始尺寸、偏振光照時(shí)間、角度等,使球形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂腥缌~型、米粒型等新穎形貌的聚合物微球。在此基礎(chǔ)上,建立了微球尺寸與形變速率之間的關(guān)系,探討了輻照時(shí)間、角度等因素對微球形變結(jié)構(gòu)的影響。同時(shí)通過光致形變過程,誘導(dǎo)基體中無規(guī)分布的無機(jī)納米棒取向排列。使PMMAzo與均聚物PS共混制備得到了Janus結(jié)構(gòu)的微球,研究了兩者的比例以及光照角度對單側(cè)

4、光響應(yīng)的Janus微球形變過程的影響,揭示了光響應(yīng)形變與受限結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。此外,研究了PMMAzo中空微膠囊在偏振光照射下的形變過程,得到了中空橢球形膠囊。
  2)溶液pH值和光對嵌段共聚物P4VP-b-PMMAzo的雙重響應(yīng)性。P4VP在不同pH值時(shí)可表現(xiàn)出不同的親疏水性質(zhì),首先研究了不同組成的P4VP-b-PMMAzo在不同溶液pH值時(shí)的組裝行為。改變?nèi)橐阂旱沃兴鄍H值,觀察到不同的油/水界面行為,得到了如光滑實(shí)心微球、

5、表面粗糙微球、囊泡、無規(guī)片層等組裝體。降低溶液pH值還可使聚集體解組裝成片或是得到小尺寸微球。在UV光照條件下,研究了聚合物在不同pH溶液中的組裝過程,發(fā)現(xiàn)聚合物鏈中偶氮苯基團(tuán)順式和反式構(gòu)型在組裝過程中對組裝體的形貌有較大區(qū)別。結(jié)果表明,在pH和/或光作用下,不同嵌段比的P4VP-b-PMMAzo可得到不同的組裝結(jié)構(gòu)并表現(xiàn)出不同的解組裝能力和不同的光致形變能力。綜上,改變聚合物的嵌段比、水溶液pH值、光照波長等條件可以調(diào)控聚合物組裝體的

6、形貌。
  3)表面活性劑SDS與嵌段聚合物P4VP-b-PMMAzo的相互作用對組裝體結(jié)構(gòu)的影響。SDS與P4VP鏈段存在絡(luò)合作用可以使P4VP鏈段由疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性,因而在不同組成嵌段聚合物和不同濃度SDS作用下可得到不同的組裝結(jié)構(gòu),如光滑實(shí)心微球、多孔微球、納米顆粒等。水溶液中的SDS還可與形成的聚合物微球中的P4VP鏈段發(fā)生絡(luò)合作用,使得微球解組裝轉(zhuǎn)變?yōu)楸∑?、薄壁囊泡甚至納米球等形貌。此外,在UV與SDS雙重作用下,順式

7、構(gòu)型的偶氮苯聚合物也表現(xiàn)出了與反式構(gòu)型不同的組裝結(jié)構(gòu)。
  4)溶劑性質(zhì)對P3HT-b-PEO組裝結(jié)構(gòu)的影響。將不良溶劑加入到P3HT-b-PEO溶液中可誘導(dǎo)P3HT經(jīng)π-π堆積的結(jié)晶驅(qū)動自組裝形成以P3HT為核的納米纖維。通過不同的混合溶劑來調(diào)節(jié)溶劑的Flory-Huggins參數(shù),從而調(diào)控纖維的直徑與長度。此外,超聲過程可以在不良溶劑含量比例大時(shí)使納米纖維斷裂,從而進(jìn)一步調(diào)控纖維長度。本研究為制備具有可調(diào)結(jié)構(gòu)的共軛嵌段聚合物組

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