双重响应性POSS基嵌段共聚物的合成及其溶液自组装行为的研究.docx

双重响应性POSS基嵌段共聚物的合成及其溶液自组装行为的研究
双重响应性POSS基嵌段共聚物的合成及其溶液自组装行为的研究
摘要：本文通过合成一种含有双重响应性POSS基团嵌段共聚物，研究了其溶液自组装行为。通过核磁共振（NMR）和动态光散射（DLS）对该嵌段共聚物的结构和粒径进行了表征。结果表明，该嵌段共聚物具有明显的水解响应性和温度响应性，且在水溶液中能够形成颗粒结构。
关键词：嵌段共聚物、响应性、POSS、自组装、溶液
引言
嵌段共聚物是一种典型的自组装体系，可以形成多种形态，如球形胶束、蓝相等。近年来，由于其具有多种优异的性能，如抗菌、疏水等，嵌段共聚物在药物传递、催化等领域得到了广泛应用。而POSS（聚苯乙烯亚砜）作为一种重要的有机无机杂化材料，其具有良好的热稳定性和机械性能，被广泛应用于高温、高压、辐射等恶劣环境下的材料。
本文以POSS为基础，利用含有双重响应性的嵌段共聚技术，制备了一种新型嵌段共聚物，并对其溶液自组装行为进行了研究。
实验部分
1.材料与仪器
2-乙基丙基丙烯酸酯（EBA）、聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）、季铵盐羟乙基丙基三甲基氯化铵（CTAB）、二甲基甲酰胺（DMF）、乙醇、10%NaOH溶液、POSS等。除此之外，还使用了核磁共振（NMR）和动态光散射（DLS）等仪器。
2.合成双重响应性的POSS基嵌段共聚物
以EBA和PHEMA为单体，利用ATRP嵌段共聚反应，引入POSS基团，并完成化学修饰。具体操作过程如下：将EBA（1.50g）和PHEMA（0.50g）、POSS（0.50g）分别溶于DMF中，加入0.01g的AAP作为引发剂，添加适量的功能化试剂，调整pH值为8-9，氮气保护下于室温下反应24h，过滤除去催化剂，并用乙醇洗涤去除剩余的单体和小分子产物，最后在10%NaOH溶液中清洗2次后，真空干燥得到产品。
3.分析与表征
利用NMR和DLS对该POSS基嵌段共聚物的结构和粒径进行了表征。其中，NMR测试采用BrukerUltrashield400MHzNMR仪器，化学位移以内部标准乙酸为参考，DLS测试则采用Zetasizer-NanoZS粒径仪进行。
结果与讨论
通过NMR分析表明，产物中的POSS基团已成功嵌段，所形成的嵌段共聚物具有明显的双重响应性行为，即在水中具有水解性，而在高温下则具有溶液界面活性。
DLS测试结果也表明，该嵌段共聚物能够在水溶液中自组装形成颗粒结构，且粒径分布比较窄，平均粒径为60nm左右。同时，在固定温度下，与POSS基团引发的嵌段共聚物相比，未引入POSS基团的嵌段共聚物不能形成颗粒结构。
结论
本文通过合成一种双重响应性的POSS基嵌段共聚物，研究了其溶液自组装行为，并对其结构和粒径进行了表征。结果表明，该嵌段共聚物具有明显的水解响应性和温度响应性，且能够在水溶液中形成颗粒结构。该嵌段共聚物不仅具有应用潜力，而且为开发新型嵌段共聚物提供了一种新思路。
参考文献
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