● 摘要
本论文采用原子转移自由基聚合(ATRP)的方法合成出了聚乙二醇-b-聚丙烯腈,聚苯乙烯-b-聚丙烯酸嵌段共聚物,并以此为软模板制备出了几种有机/无机纳米复合材料;同时以聚合物为“桥梁”在碳纳米管上负载CdSe纳米粒子,研究了它们的形貌、晶体结构、光学性能,讨论了各因素对产物特征的影响。该论文主要完成了以下几个方面的研究工作:
(1) 腈基(-CN)是一种较强的配位基团,能与金属阳离子之间形成配位键,可以有效的固定金属离子;含有聚丙烯腈的双亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中,能自组装成不同的形态。本工作采用ATRP技术合成了含有腈基的嵌段共聚物PAN-b-PEG-b-PAN,并以其在DMF和水中自组装成的胶束作为软模板,利用Zn2+与胶束表面-CN的配位作用原位生成了ZnSe纳米粒子,在此过程中强的配位作用有效地避免了纳米粒子的团聚。X射线衍射和透射电镜分析结果表明ZnSe纳米粒子为立方相晶体结构,复合胶束粒径大约在60 nm左右;紫外测试结果表明ZnSe纳米晶相对于体材出现了明显的蓝移现象。
(2) 结合静电吸附与原子转移自由基聚合的方法,利用嵌段共聚物PEI-b-PAN对多壁碳纳米管(MWNTs)进行修饰,使碳纳米管表面功能基团分布均匀从而实现半导体CdSe的均匀分散。聚合物的引入,对纳米CdSe颗粒的均匀负载起到了重要的作用。并探讨了聚合物浓度、离子浓度等对产物粒径分布的影响。
(3) 通过原子转移自由基聚合的方法合成了嵌段共聚物PS-b-PAA,此嵌段共聚物在水溶液中形成表面富含大量羧基的正向胶束,负电的羧基为正聚电解质的吸附提供了有力的保障。本工作采用静电吸附的方法对PS-b-PAA进行了聚电解质-金属离子(PEI-Ag+)的表面修饰并原位还原生成分散均匀的银纳米粒子。AgNO3浓度不同会明显影响所得颗粒大小,并结合实验结果提出了“配位-还原-限制成核与增长”的反应机理。
(4) 以自制的三硫代酯DBTTC为链转移剂,AIBN为引发剂,在DMF溶剂中,60°C下引发St聚合,成功的合成了PS-CTA大分子链转移剂,之后引发第二单体4VP,制备了用ATRP方法不易合成的三嵌段共聚物PS-b-P4VP-b-PS。通过FT-IR、1H NMR证实了其嵌段共聚物结构。
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