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聚合诱导自组装(PISA)是一种利用活性聚合而产生的新型自组装策略,其特点是在聚合反应的过程中可以一步制备不同形貌的聚集体结构。相比传统的溶液自组装,聚合诱导自组装方法操作简单,并可以在高达30%固含量条件下制备纳米粒子,可实现组装体的工业化生产。 偶氮苯生色基团是一种典型的液晶分子,具备优异的光响应性行为。通过研究含偶氮苯刚性嵌段共聚物的聚合诱导自组装行为,可制备得到具有光控特性的纳米粒子。 本文采用可逆加成-断裂转移自由基聚合(RAFT)方法,在乙醇溶剂中研究含偶氮苯嵌段共聚物聚4-乙烯基吡啶-b-聚6-(4-丁基偶氮苯-4-氧基)己基甲基丙烯酸(P4VP-b-PAzoMA)的聚合诱导自组装行为。讨论了亲溶剂链段长度、偶氮苯嵌段聚合度以及体系固含量对聚集体形貌的影响。并考察了不同溶剂、第三单体的引入对PISA过程中制备组装体结构的影响。此外,研究了纳米粒子的光响应性行为。主要结论如下: (1)利用可逆加成-断裂转移自由基聚合(RAFT)的方法合成P4VP-b-PAzoMA嵌段共聚物。研究聚合反应动力学过程并发现聚合诱导自组装存在三个反应阶段:成核期、加速期和减速期。讨论了组装体结构与PAzoMA聚合度之间的关系。结果发现聚合诱导自组装过程中只得到球形结构,其尺寸随PAzoMA嵌段聚合度的增加而增大。亲溶剂链段P4VP的长度只影响聚集体尺寸大小。TEM结果表明,P4VP-b-PAzoMA嵌段共聚物通过聚合诱导自组装只能形成球形组装体,其内部存在多腔室结构。 (2)研究了乙醇/吡啶、乙醇/二氯甲烷两种不同溶剂环境下P4VP-b-PAzoMA嵌段聚合物的聚合诱导自组装行为。结果表明混合溶剂中进行PISA可形成结构更为丰富的聚集体结构。乙醇/吡啶混合溶剂观察到多腔室的球形、棒状以及复合结构。乙醇/二氯甲烷体系则制备得到长棒状结构以及囊泡结构。此外还探究了不同良溶剂含量条件下形成组装体结构的差异。 (3)在P4VP-b-PAzoMA聚合体系中加入4VP进行无规共聚反应。结果发现,第三单体的加入极大的改变了聚合诱导自组装制备的聚集体结构。改变4VP/AzoMA摩尔比可制备得到球形、线型、囊泡状聚集体,同时还观察到囊泡融合等形貌转变中间态。