基于超支化聚合物及包結(jié)絡(luò)合作用的自組裝研究.pdf

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文題目基于超支化聚合物及包結(jié)絡(luò)合作用的自組裝研究專業(yè)高分子化學(xué)與物理申請(qǐng)學(xué)位理學(xué)博士姓名孫曉毅導(dǎo)師顏德岳教授，周永豐副教授研究方向不規(guī)則聚合物的分子自組裝上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2010年10月摘要I基于超支化聚合物及包結(jié)絡(luò)合作用的自組裝研究摘要超支化聚合物是一類具有準(zhǔn)球形結(jié)構(gòu)的高度支化大分子，在其不規(guī)則的分子結(jié)構(gòu)中含有大量?jī)?nèi)部空穴和末端官能團(tuán)。由于超支化聚合物獨(dú)特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，它在分子自組裝方面的應(yīng)用引起

2、了眾多科研工作者的關(guān)注。而在分子自組裝的多種驅(qū)動(dòng)力中，主客體包結(jié)絡(luò)合作用占有重要的地位，環(huán)糊精作為第二代主體化合物的代表已經(jīng)得到了深入的研究。特別是β環(huán)糊精（βCD）與金剛烷因其包結(jié)絡(luò)合常數(shù)高達(dá)105，在大分子自組裝領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本課題組在超支化共聚物的理論研究、合成以及自組裝等方面已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，本文開展了基于超支化聚合物及包結(jié)絡(luò)合作用的自組裝研究。將βCD和金剛烷的包結(jié)絡(luò)合作用引入到親水或疏水的超支化聚合物

3、體系中，對(duì)其在溶液中的自組裝行為進(jìn)行了詳細(xì)的研究；此外還對(duì)超支化聚合物的多級(jí)自組裝和基于環(huán)糊精包結(jié)絡(luò)合作用的有機(jī)無(wú)機(jī)納米粒子自組裝等方面進(jìn)行了探索研究。具體研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論概括如下：1.金剛烷修飾的疏水性超支化聚醚金剛烷修飾的疏水性超支化聚醚HBPOAD與β環(huán)糊精的自組裝研究；環(huán)糊精的自組裝研究；通過(guò)陽(yáng)離子開環(huán)聚合及端基改性的方法合成了金剛烷修飾的疏水性超支化聚[3乙基3（羥甲基）氧雜環(huán)丁烷]（HBPOAD）。結(jié)合包結(jié)絡(luò)合作用和自組裝

4、方法，利用HBPOAD和βCD在水溶液中制備了具有較窄粒徑分布的聚合物膠束，并發(fā)現(xiàn)ADβCD不同配比對(duì)膠束的尺寸和分布影響不大。1HNMR和TEM結(jié)果表明形成的聚合物膠束以HBPOAD為核，β環(huán)糊精為殼。通過(guò)DLS和SEM等測(cè)試手段對(duì)聚合物膠束進(jìn)行了詳細(xì)表征，發(fā)現(xiàn)HBPOADβCD膠束傾向于緊密堆積形成膠子晶體。該聚合物膠束在熱陳化條件下可以進(jìn)一步在溶液中自組裝形成二維片狀結(jié)構(gòu)，TEM、SEM和AFM結(jié)果表明二維片狀結(jié)構(gòu)是通過(guò)HBPOA

5、DβCD聚合物膠束粒子的緊密堆積和進(jìn)一步融合形成的。根據(jù)表征結(jié)果，提出了HBPOADβCD膠束以及二維片狀結(jié)構(gòu)的組裝機(jī)理，認(rèn)為HBPOADβCD膠束的形成是疏水作用、包結(jié)絡(luò)合作用以及氫鍵作用的共同結(jié)果，當(dāng)升高溫度后，HBPOADβCD膠束溶解性變差以及熱陳化溫度高于HBPOAD的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是使膠束相互緊密堆積并進(jìn)一步融合形成二維片狀結(jié)構(gòu)的主要原因。2.金剛烷改性超支化聚縮水甘油制備溫敏性聚合物及自組裝研究；金剛烷改性超支化聚縮水甘油