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本文通过RAFT无皂乳液聚合法得到两亲性AA-TFEMA梯度共聚物。研究了梯度共聚物在选择性溶剂中进行自组装的同时对银纳米粒子进行原位复合,最终形成以两亲性梯度共聚物为壳、银纳米粒子为核的纳米复合颗粒;并探索了AA-TFEMA梯度共聚物乳液的表面性能以及AA-TFEMA梯度共聚物对PAA/PTFEMA均聚物共混溶液的增容作用。
首先在两亲性RAFT试剂的作用下合成分子链具有梯度结构的两亲性AA-TFEMA共聚物,通过表面张力法测得共聚物在水中的临界胶束浓度(CMC)。利用氧化还原法制备银纳米粒子,研究了氧化剂、还原剂浓度和分散稳定剂对银纳米粒子的形态和粒径的影响,分别采用十二烷基硫醇和硅烷偶联剂KH-560对银纳米粒子进行疏水改性,改性后的银纳米粒子能稳定分散在甲苯溶液中。
然后,将亲水性银纳米粒子分散在AA-TFEMA梯度共聚物的溶液中,通过溶剂诱导法使两亲性梯度共聚物自组装形成胶束;在形成胶束的同时利用十二烷基硫醇或硅烷偶联剂KH-560对银纳米粒子进行表面疏水性修饰,疏水作用会导致银纳米粒子选择性地进入到共聚物胶束的疏水内核,最终得到以AA-TFEMA梯度共聚物为壳、银纳米粒子为核的复合纳米粒子。通过透射电子显微镜(TEM)表征了复合纳米粒子的形态与结构。系统研究了疏水改性剂、自组装条件、共聚物分子链结构对复合纳米粒子的结构和稳定性的影响。与直接加入疏水性银纳米粒子相比,在自组装的同时对银纳米粒子进行疏水改性更有利于银纳米粒子进入到梯度共聚物形成的胶束内核中。混合溶剂的最终含水量降低,纳米复合粒子的尺寸分布较大。提高水的滴加速度形成的纳米复合粒子更均一,尺寸也较大。与嵌段共聚物相比,银纳米粒子更容易进入到梯度共聚物胶束的疏水内核中。
此外,通过改变两亲性RAFT试剂的亲水性以及共聚物单体单元投料比制备不同的AA-TFEMA梯度共聚物乳液,研究共聚物分子链的含氟比例、两亲性RAFT试剂、共聚物乳液成膜的后处理等因素对共聚物乳胶膜表面性能的影响。将制备的AA-TFEMA梯度共聚物添加到PAA/PTFEMA共混溶液中,通过动态光散射(DLS)研究共混溶液的粒径变化;通过接触角和光学显微镜研究梯度共聚物对共混溶液膜相容性的改善作用。AA-TFEMA梯度共聚物加入到PAA与PTFEMA的共混溶液后,共混溶液的粒径尺寸减小,成膜后的共混膜表面能降低,同时共混物膜的分散相尺寸和形态都发生变化,说明AA-TFEMA梯度共聚物在一定程度上可以改善PAA/PTFEMA均聚物共混体系的相容性。