通過(guò)活性自由基聚合的方法制備組裝嵌段共聚物的功能納米顆粒

1、Preparation of Functional Nanoparticles by Assembling Block Copolymers Formed by Living Radical Polymerization材料2班1通過(guò)活性自由基聚合的方法制備組裝嵌段共聚物的功能納米顆粒Tomomi Sato, Sakiko Tsuji, and Haruma Kawagauchi*2008Industrial and Engineering Chemistry Research（工業(yè)與工程化學(xué)研究） 美國(guó)化學(xué)會(huì)2摘要 通過(guò)光敏型引轉(zhuǎn)終止法制備一系列的聚甘油甲基丙烯酸酯（PGLM）-聚N-異丙基

2、丙烯酰胺(PNIPAM)的嵌段共聚物。在甲醇和四氫呋喃溶液中自組裝形成以PGLM為核/PNIPAM為外殼嵌段共聚物，PGLM核發(fā)生交聯(lián)。磁性納米粒子通過(guò)鐵和亞鐵離子在核內(nèi)由原位法制備得到。這種復(fù)合粒子在常溫下能夠穩(wěn)定的分散在水中，但是在PNIPAM的最低臨界溶解溫度以上由磁鐵的作用很容易聚集。2022/9/263介紹傳統(tǒng)的自由基聚合有許多的優(yōu)點(diǎn)；反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，易加工，適用于水溶性體系等等。但是也有其致命的缺點(diǎn)：自由基會(huì)任意的發(fā)生終止。這種終止反應(yīng)使得制備的最后產(chǎn)物無(wú)法保證單分散性和規(guī)整的分子結(jié)構(gòu)?；钚宰杂苫酆峡梢灾苽渚脑O(shè)計(jì)的高分子和嵌段共聚物。不同種類的嵌段共聚物可以通過(guò)不同的活性自由基聚

3、合方法實(shí)現(xiàn)，包括穩(wěn)定自由基聚合，原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法（ATRP），可逆加成-斷裂轉(zhuǎn)移法（FART），引轉(zhuǎn)終止法（Iniferter）等。大多數(shù)嵌段共聚物可以通過(guò)任何活性自由基聚合方法制備。兩親嵌段共聚物可以形成功能膠束而備受關(guān)注。二嵌段共聚物一端用來(lái)組裝形成膠束，另一端在水中發(fā)生水合作用來(lái)穩(wěn)定聚合物。本文研究的是，Iniferter法制備PGLM-PNIPAM嵌段共聚物。該方法制備得到的產(chǎn)物在其分子量，分子量分布，膠束穩(wěn)定性，用于與磁鐵礦（Fe3O4）形成復(fù)合材料等方面有著顯著的特征。2022/9/264實(shí)驗(yàn)部分制備水溶性引轉(zhuǎn)終止劑NaDCNaClH2O攪拌2天調(diào)節(jié)pH=4丙酮重結(jié)晶DCAA2

4、022/9/265PGLM制備DCAA溶解NaOHGLMH2ON220UVPGLM2022/9/266PGLM-PNIPAM嵌段共聚物（GN）制備PGLMPNIPAMGNXX:聚合時(shí)間2022/9/267GN膠束制備GN90混合液甲醇THFGN膠束2022/9/268交聯(lián)GN膠束和Fe3O4/GN復(fù)合顆粒制備GN膠束鼓入N2 30分鐘交聯(lián)GN膠束FeCl24H2OFeCl36H2O攪拌30minNaOH調(diào)節(jié)pH=12復(fù)合顆粒NaOH調(diào)節(jié)pH=12DVS保持12h半透膜交聯(lián)GN膠束透析2022/9/269結(jié)果與討論活性自由基聚合2022/9/26102022/9/26112022/9/2612膠

5、束制備GN的水溶液有不同的G/N比表現(xiàn)出透明度對(duì)不同溫度的依賴性。所有溶液在常溫下都是透明溶液。GN溶液在較高的溫度下可以容納很少數(shù)量的NIPAM而保持透明。膠束由一個(gè)PNIPAM的核和水合PGLM長(zhǎng)鏈組成。該條件下也可以制備以PGLM為核和以PNIPAM為長(zhǎng)鏈的膠束。THF是PGLM的良溶劑不過(guò)卻是PNIPAM的良溶劑，因此，將THF逐滴加入到甲醇溶液中。最終PGLM和PNIPAM交聯(lián)分別形成膠束的核和外殼。THF的滴加速率是形成單分散膠束的關(guān)鍵因素。膠束的流體力學(xué)直徑是170nm，多分散系數(shù)1.05.2022/9/26132022/9/2614交聯(lián)膠束制備顆粒太稠密的交聯(lián)結(jié)構(gòu)抑制了膠束在水中的膨脹，阻止了其他的材料滲透到形成的顆粒中。2022/9/2615磁鐵礦（Fe3O4）/GN復(fù)合顆粒2022/9/26162022/9/2617結(jié)論使用光敏引轉(zhuǎn)終止劑的活性自由基聚合方法制備得到了設(shè)定的PGLM/PNIPAM的嵌段共聚物。該嵌段共聚物在甲醇-四氫呋喃溶液中自組裝形成以PGLM為核和PNIPAM為外