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两亲嵌段共聚物可以通过自组装形成不同形态的纳米级或微米级的高度有序结构,如球状、蠕虫状、棒状、囊泡状和复合状结构等,这些制得的具有特殊结构的材料在生物、医药、催化、分离及分子光电器件等领域有很好的应用前景。本文对两亲共聚物的合成方法以及原子转移自由基聚合的研究进展作了概述,并对两亲共聚物的自组装行为的研究作了概述;开展了两亲嵌段共聚物的合成及其自组装研究;并利用两亲嵌段共聚物形成的反胶束为纳米反应容器制得了银纳米粒子。主要工作如下: 1、以相对分子量为2000的甲氧基聚乙二醇(MPEG2000)与α-溴代异丁酰溴发生反应得到溴代的大分子引发剂聚乙二醇(MPEG-Br),然后在卤化亚铜(CuX)(X=Cl or Br)/2,2’-联吡啶(bipy)催化体系下,由该大分子引发剂引发苯乙烯单体进行原子转移自由基聚合(ATRP)反应,得到分子量可控、分子量分布较窄的两亲性嵌段共聚MPEG-b-PS。运用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、氢核磁共振谱(1H-NMR)、紫外-可见分光光谱(UV-vis)、凝胶渗透色谱(GPC)对产物进行表征,确定了产物的组成和结构。并研究了配体用量、单体用量和反应温度对苯乙烯单体的转化率、共聚物分子量及分子量分布的影响。结果表明,当配体用量为大分子引发剂用量的两倍时,所得产物转化率最高,分子量分布比较窄;当单体用量为大分子引发剂用量的92倍时所得产物的分子量随转化率呈线性变化,且分子量分布较窄,而当达到129倍时,产物的分子量随转化率偏离了线性关系;当使用混合卤原子引发体系时,110℃时得到的共聚物分子量分布较窄,而在120℃时得到的共聚物分子量分布较宽;并且比较了在120℃时,不同催化剂对聚合物分子量和分子量分布的影响,结果显示使用CuBr作催化剂得到的共聚物的分子量分布窄,而用CuCl作催化剂得到的共聚物的分子量分布比较宽。 2、用合成的两亲嵌段共聚物MPEG-b-PS为研究对象,研究其在水溶液中的自组装行为。讨论了不同初始共聚物浓度、放置时间、制备方法、退火时间、滴加水速度、水含量、溶剂性质对聚集体形貌的影响。结果显示,当在DMF溶剂中,水含量为17wt％时,随着初始浓度从0.2wt％-2.0wt％变化,聚集体的形貌基本是核-壳结构的球状,但是球状聚集体的尺寸随浓度增加而增加。当上述溶液放置10天后进行透射电镜(TEM)测试,聚集体的形貌和尺寸发生了变化,在初始浓度为0.2wt％的胶束溶液中有中空小球和棒状存在,且球的尺寸很小约30-40nm;而初始浓度为1.5wt％的胶束溶液中可以观察到更多形貌的聚集体产生,如由均一小球组成的蠕虫状聚集体产生,核壳结构的洋葱型囊泡产生,中空囊泡产生;在初始浓度为2.0wt％的胶束溶液中可以观察到胶束形貌基本不变,仍为球状。当制备方法和退火时间改变时,胶束尺寸有所改变,但是形貌没变化。当初始浓度为0.1wt％时,水含量为7wt％时,滴加水的速度对聚集体尺寸变化影响不大,慢加水有利于形成球形以外的形貌。当在DMF中,水含量增加到25wt％,初始浓度为1wt％可以观察到囊泡状聚集体,在THF中,水含量达到25wt％时,可以观察到囊泡和线状聚集体;当使用混合溶剂V(DMF)/V(THF)=4/1时,可以观察到均匀的囊泡和复合囊泡;当V(DMF)/V(THF)=1/1时,可以观察到特殊的囊泡,由许多均匀的小囊泡组成的外壳形成的大复合囊泡。 3、以两亲嵌段共聚物MPEG-b-PS在无水甲苯中形成的反胶束为纳米反应容器来制备银纳米粒子,并讨论了还原剂联二胺的用量来调节银纳米粒子的尺寸。结果显示银纳米粒子分散均匀,随着还原剂联二胺用量的增加,银纳米粒子尺寸增加;当联二胺用量为溶液质量的0.5wt％时,得到的银纳米粒子尺寸在3-4nm;当1.0wt％时,银纳米粒子尺寸在7-8nm;当2.0wt％时,银纳米粒子尺寸在10-12nm;当5.0wt％时,银纳米粒子的尺寸在20nm左右。