双亲嵌段共聚物PSt-b-PAA在甲苯中的自聚集行为.pdf

VOl. 26 高 等 学 校 化 学 学报 NO. 12 2 0 0 5 年12 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 2381 ~ 2385 双亲嵌段共聚物Pst-b-PAA 在甲苯中的自聚集行为 汤誌忠，高保娇，何三雄 （中北大学化工系，太原030051） 摘要 以 -溴乙苯为引发剂，溴化亚铜为催化剂，2 ，2 -联吡啶为配体，用原子转移自由基聚合（ATRP ）法合 ! 成了结构一定的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸丁酯（PSI-b-PBA ）. 经水解制备了双亲性嵌段共聚物聚苯乙 烯-b-聚丙烯酸（PSI-b-PAA ）；采用单溶剂溶解法配制了PSI-b-PAA 在甲苯中的反胶束溶液；以极性荧光化合 物!-1-萘乙二胺盐酸盐（NEAH ）为极性微区探针，用荧光光谱法并配合透射电镜观察探索了双亲嵌段共聚 物PSI-b-PAA 在甲苯溶液中的自聚集行为，考察了双亲性嵌段共聚物浓度、链结构及温度等因素对反胶束化 行为的影响规律. 结果表明，亲水链PAA 短而亲油链PSI 长的双亲嵌段共聚物PSI-b-PAA ，用单溶剂溶解法 可使其在甲苯中发生自聚集，形成以亲水段为核，疏水段为壳的星状反胶束结构；反胶束为10 ~ 20 nm 的球 形聚集态结构；PSI-b-PAA 的自聚集行为及临界胶束浓度与分子链的微结构和温度等因素相关，且随着共聚 物浓度的增大，小胶束会逐渐结合形成大的纺垂状聚集体. 关键词 自聚集；反胶束；极性荧光探针；苯乙烯-丙烯酸双亲嵌段共聚物 中图分类号 O631. 1 文献标识码 A 文章编号 0251-0790 （2005 ）12-2381-05 双亲嵌段共聚物具有较强的形成分子有序体的自组织能力，在液体介质中，在不同条件下可自组 装成形态不同、具有核 ［1 ~ 3 ］ -壳结构和纳米尺寸的聚集体（胶束） ，在许多领域中都有潜在应用前 ［4 ~ 6 ］ ［7 ~ 9 ］ 景 ，因而受到学术界的广泛关注 . 研究表明，两亲性嵌段共聚物在只对其中一链段为良溶剂 的选择性溶剂中，自组装形成以不溶嵌段为核、以可溶嵌段为壳的胶束，当可溶嵌段远比不溶嵌段长 ［10 ~ 12 ］ 时，形成星状胶束，反之则形成“平头”型胶束 . 利用双亲嵌段共聚物在非水介质中形成的反胶束 行为，可以构筑纳米空间，即微反应器，制备各种无机纳米粒子，而且这种以双亲嵌段共聚物的反胶 ［6 ，13 ，14 ］ 束作为软模板制备纳米材料的方法，在功能纳米材料的制备方面极具潜力 . 目前，关于双亲嵌 段共聚物在液体介质中的自组装现象的研究大多集中于水中的胶束行为［15 ~ 17 ］，而对其在非极性溶剂 ［18 ］ ［1 ~ 3 ，8 ~ 12 ］ 中的“反胶束”行为，则报道较少 . Eisenberg 等 利用阴离子聚合法合成了苯乙烯-丙烯酸金 PSI-b-PANa ）及苯乙烯-丙烯酸（PSI-b-PAA ）两嵌段双亲嵌段共聚物. 将前者溶解在苯/ 甲醇混合 属盐（