分別基于冠醚和柱芳烴識別機理構筑含傳統(tǒng)高分子骨架的超分子聚合物材料.pdf

1、超分子聚合物材料是高分子科學和超分子化學完美結合的產物，它不僅具有傳統(tǒng)高分子材料固有的機械、光、電、熱，力學等性能，還具有非共價鍵力帶來的動態(tài)可逆性和外界環(huán)境的刺激響應性，是一種具有優(yōu)越性能的材料。構筑超分子聚合物材料的主客體作用力很多，包括以冠醚、環(huán)糊精、杯芳烴、葫蘆脲，柱芳烴等大環(huán)主體為基礎的識別機理。其中，冠醚是第一代大環(huán)主體，發(fā)展的比較悠久，具有豐富的主客體化學和刺激響應性;柱芳烴是最近新發(fā)展起來的一種大環(huán)主體，正處于發(fā)展階段。

2、論文的內容為分別基于冠醚和柱芳烴識別機理構筑含有傳統(tǒng)高分子骨架的超分子聚合物材料。論文主要包括以下七個部分:
　　第一部分，設計并合成了一個水溶性的冠醚主體，它能和水溶性的百草枯在水中形成穩(wěn)定的絡合物，利用這一新的識別機理，將水溶性的冠醚主體修飾在親水的PEO末端，百草枯修飾在疏水的長烷基鏈末端，這樣它們能組裝成兩親性超分子聚合物，并進一步組裝成膠束結構。由于膠束內核的疏水性，這一結構用于疏水分子的控制釋放。這是第一個基于冠醚主客

3、體識別機理的超分子膠束。
　　第二部分，利用共軛高分子在不同聚集狀態(tài)下熒光性質的不同，將冠醚主客體作用與之結合，構筑了一個具有多重熒光響應的超分子聚合物網絡。共軛高分子在低濃度時熒光很強，用冠醚主客體作用講之交聯(lián)后其熒光強度大大降低，由于冠醚主客體作用的多重刺激響應性，在不同刺激下，超分子網絡被破壞，體系的熒光強度又增加。因此，此超分子聚合物網絡可以用于多重信號的熒光傳感器。有趣的是，將此溶液旋涂在玻片上能用于氨氣的檢測。

4、　　第三部分，設計并合成了一個新型的兩親的兩嵌段共聚物，其中一段是親水的PEO，另一段是疏水的超分子聚合物。超分子聚合物的形成具有濃度具依賴性，單體濃度越高，聚合物鏈越長，因此通過增加超分子單體的濃度，疏水的超分子聚合物變成，其與親水的PEO的鏈長比例也增加，進而兩親聚合物在水中的組裝結構也發(fā)生變化。與之前傳統(tǒng)的調節(jié)兩親高分子組裝結構的方法不同，只需要調節(jié)構筑單元的混合比例，而不需要復雜的有機/高分子合成。
　　第四部分，高分子共

5、混是充分利用不同組分高分子性能的有效方法，但是相分離是共混中遇到的一個重要問題。眾所周知，PS和PMA是不相容的，通過在它們的側鏈分別修飾冠醚主體和客體分子，通過主客體作用，它們組裝成超分子聚合物網絡，相容性得到提高。DSC，AFM等表征手段證實了這一相容的共混體系。
　　第五部分，一般的超分子聚合物凝膠是用一種非共價鍵力將高分子交聯(lián)起來形成凝膠，當非共價鍵被破壞后，凝膠轉變?yōu)槿苣z。這里利用氫鍵和冠醚主客體作用這兩種非共價鍵將高分

6、子交聯(lián)形成凝膠，當一種被破壞時，另一種作用力仍然將高分子鏈交聯(lián)，凝膠狀態(tài)不被破壞，這是交聯(lián)密度降低，凝膠發(fā)生了擴展;當加入另一種刺激恢復了非共價鍵力后，交聯(lián)密度又增加，凝膠發(fā)生收縮。當然，這兩種作用力的角色可以互換。這一雙重交聯(lián)的超分子聚合物凝膠的擴展與收縮運動能模仿肌肉的運動。
　　第六部分，將具有凝膠聚集誘導發(fā)光的熒光小分子、冠醚主客體識別機理和高分子結合，形成了一個具有較強熒光的超分子聚合物凝膠。在小分子交聯(lián)劑中植入具有聚集

7、誘導發(fā)光的熒光小分子，用冠醚主客體作用把高分子鏈交聯(lián)起來形成凝膠，這時熒光小分子聚集發(fā)光，使得整個凝膠具有較強的熒光。當加入刺激破壞主客體作用后，凝膠變成溶膠，熒光小分子聚集密度降低，溶液的熒光強度大大降低。
　　第七部分，具有低臨界溶解溫度(LCST)的高分子是在某一臨界溫度下溶于水，高于此溫度后不溶于水的高分子。一般地，可以通過傳統(tǒng)的改變高分子聚合的組分來調節(jié)LCST，這里將熱響應高分子側鏈修飾了一些水溶性百草枯分子，加入水溶