近年來,聚合誘導自組裝(PISA)的發展為大批量合成聚合物納米材料(固含量可達到30%)提供了一個新的思路。
為了提高嵌段共聚物納米材料的穩定性,通常需要對其進行交聯。然而,相關研究證明在PISA中加入一定量的交聯劑會限制高階形貌(如纖維、囊泡等)的形成。較為有效的辦法是使用能夠功能單體作為聚合單體,能夠得到全功能的嵌段共聚物納米材料,通過進一步反應改性可以得到交聯嵌段共聚物納米材料。甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)其環氧基團能夠與氨基、巰基等基團反應,是一種非常有應用價值的功能單體。然而,以GMA作為單體進行PISA合成嵌段共聚物納米材料還未見報道,原因主要是一般的PISA都是在70°C下進行的,而PGMA的玻璃化溫度比較低(47°C),因此難以合成穩定的PGMA嵌段聚合物納米材料。
廣東工業大學高分子材料與工程系譚劍波副教授與張力教授團隊在前期開發的“可見光聚合誘導自組裝”的工作基礎上(ACS Macro Lett., 2015, 4, 1249–1253; ACS Macro Lett., 2016, 5, 894–899; Macro. Rapid Com., 2016 37, 1434-1440),使用GMA作為聚合單體,聚乙二醇單甲醚(mPEG45-CDPA)作為大分子RAFT試劑,通過可見光引發聚合誘導自組裝,直接在室溫下快速(30 min)制備出高濃度(20%)的具有環氧功能基團的嵌段共聚物聚合物納米材料,改變聚合度與聚合濃度能夠可控得到包括球、纖維、囊泡等不同形貌并建立了相應的相圖,所得的嵌段共聚物的分子量分布較窄(Mw/Mn < 1.30)。嵌段共聚物納米材料能夠進一步通過與乙二胺反應進行交聯,即使分散在良溶劑(四氫呋喃)中也能保持其原有的形貌。另外,與乙二胺反應可以為嵌段共聚物納米材料引入一定量的氨基,可以實現銀納米粒子的原位負載,并表現出優異的催化性能。
通過可見光引發聚合誘導自組裝,直接使用具有功能基團的單體進行聚合反應為設計穩定的功能化嵌段共聚物聚合物納米材料提供了新的設計思路。相關結果發表在Macromolecular Rapid Communication (DOI:10.1002/marc.201700195)上,并被選為首頁封面。
文章鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.201700195/full
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