通过活性自由基聚合的方法制备组装嵌段共聚物的功能纳米颗粒

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1、PreparationofFunctionalNanoparticlesbyAssemblingBlockCopolymersFormedbyLivingRadicalPolymerization梅朋材料2班通过活性自由基聚合的方法制备组装嵌段共聚物的功能纳米颗粒TomomiSato,SakikoTsuji,andHarumaKawagauchi*2008IndustrialandEngineeringChemistryResearch（工业与工程化学研究）美国化学会摘要通过光敏型引转终止法制备一系列的聚甘油甲基丙烯酸酯

2、（PGLM）-聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的嵌段共聚物。在甲醇和四氢呋喃溶液中自组装形成以PGLM为核/PNIPAM为外壳嵌段共聚物，PGLM核发生交联。磁性纳米粒子通过铁和亚铁离子在核内由原位法制备得到。这种复合粒子在常温下能够稳定的分散在水中，但是在PNIPAM的最低临界溶解温度以上由磁铁的作用很容易聚集。介绍传统的自由基聚合有许多的优点；反应条件简单，易加工，适用于水溶性体系等等。但是也有其致命的缺点：自由基会任意的发生终止。这种终止反应使得制备的最后产物无法保证单分散性和规整的分子结构。活性自由基聚合可以

3、制备精心设计的高分子和嵌段共聚物。不同种类的嵌段共聚物可以通过不同的活性自由基聚合方法实现，包括稳定自由基聚合，原子转移自由基聚合法（ATRP），可逆加成-断裂转移法（FART），引转终止法（Iniferter）等。大多数嵌段共聚物可以通过任何活性自由基聚合方法制备。两亲嵌段共聚物可以形成功能胶束而备受关注。二嵌段共聚物一端用来组装形成胶束，另一端在水中发生水合作用来稳定聚合物。本文研究的是，Iniferter法制备PGLM-PNIPAM嵌段共聚物。该方法制备得到的产物在其分子量，分子量分布，胶束稳定性，用于与磁铁矿（F

4、e3O4）形成复合材料等方面有着显著的特征。实验部分制备水溶性引转终止剂NaDCNaClH2O搅拌2天调节pH=4丙酮重结晶DCAAPGLM制备DCAA溶解NaOHGLMH2ON220℃UVPGLMPGLM-PNIPAM嵌段共聚物（GN）制备PGLMPNIPAMGNXX:聚合时间GN胶束制备GN90混合液甲醇THFGN胶束交联GN胶束和Fe3O4/GN复合颗粒制备GN胶束鼓入N230分钟交联GN胶束FeCl24H2OFeCl36H2O搅拌30minNaOH调节pH=12复合颗粒NaOH调节pH=12DVS保持12h半透膜

5、交联GN胶束透析结果与讨论活性自由基聚合胶束制备GN的水溶液有不同的G/N比表现出透明度对不同温度的依赖性。所有溶液在常温下都是透明溶液。GN溶液在较高的温度下可以容纳很少数量的NIPAM而保持透明。胶束由一个PNIPAM的核和水合PGLM长链组成。该条件下也可以制备以PGLM为核和以PNIPAM为长链的胶束。THF是PGLM的良溶剂不过却是PNIPAM的良溶剂，因此，将THF逐滴加入到甲醇溶液中。最终PGLM和PNIPAM交联分别形成胶束的核和外壳。THF的滴加速率是形成单分散胶束的关键因素。胶束的流体力学直径是170

6、nm，多分散系数1.05.交联胶束制备颗粒太稠密的交联结构抑制了胶束在水中的膨胀，阻止了其他的材料渗透到形成的颗粒中。磁铁矿（Fe3O4）/GN复合颗粒结论使用光敏引转终止剂的活性自由基聚合方法制备得到了设定的PGLM/PNIPAM的嵌段共聚物。该嵌段共聚物在甲醇-四氢呋喃溶液中自组装形成以PGLM为核和PNIPAM为外壳的胶束。在核交联以后，胶束与氯化铁和氯化亚铁溶液混合，在碱性条件下，在核内形成磁性纳米复合微粒。这种复合微粒从而表现出随温度变化的磁行为。谢谢观赏