利用囊泡状结构的双亲性嵌段共聚物作为原位反应器制备亚微米级金属高分子复合材料.pdfVIP

锨 材 料 文章编号：1001—9731(2013)11—1584—04 利用囊泡状结构的双亲性嵌段共聚物作为原位反应器制备 亚微米级金属／高分子复合材料” 王 媛，唐建国，刘海燕，王 瑶，刘继宪，黄林军，黄 震，许青松，熊 磊，梁 勇 (1．青岛大学杂化材料研究所，国家重点实验室培育基地，山东青岛266071； 2．青岛大学化学化工与环境学院材料科学与工程系，山东青岛266071) 摘要： 通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)成 反应由不可控变为可控。由于RAFT聚合适用单体 功制备了聚苯乙烯一聚4一乙烯基吡啶(PS—b—P4VP)双 H 亲性嵌段共聚物。利用核磁共振氢谱(1 NMR)对产范围广、聚合条件温和，聚合物制备工艺简单等突出优 物的结构进行了表征。然后研究了聚合物在选择性溶 点，成为目前合成嵌段共聚物广泛使用的聚合方 剂中的自组装行为，测试表明该聚合物在一定条件下 法m]。 可自组装形成囊泡状，以此结构作为原位反应器成功 RAFT聚合是在国内新兴起的一种新型高分子合 包覆纳米银制备了亚微米级的纳米复合材料，应用紫 成方法[14|，其能够成功实现的关键在于找到一种合适 外一可见吸收光谱(UV—Vis)、X射线衍射(XRD)、扫描的化合物作为链转移剂，该化合物应该具有高链转移 电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)等测试手段对复常数和特定的结构。幸运的是，RAFT是我们课题组 合结果进行了表征。 已经掌握的合成嵌段共聚物的方法[13I。本文利用已 关键词： RAFT；双亲性嵌段共聚物；自组装；原位反 应器：纳米银 剂，通过RAFT聚合方法成功合成了双亲性嵌段共聚 中图分类号：TQ31 文献标识码：A 物PS—b—P4VP，然后以溶液的形式，将制备好的纳米银 与高分子直接共混，在高分子自组装的基础上，以高分 DOI：10．3969／j．issn．1001—9731．2013．11．015 子自组装结构作为模板，原位包覆纳米银，成功制备纳 1 引 言 米银／高分子复合材料，为后续对此材料的导电功能等 嵌段共聚物可以在一定的浓度、温度等条件下在 一系列研究奠定了良好的基础。 合适的选择性溶剂中实现自组装，从而形成形态各异 2 实 验 的胶束uj。1995年，Zhang和Eisenberg[21首先报道固 定嵌段共聚物的成核链段不变，通过改变嵌段长度以 2．1 实验原料与试剂 及溶剂组成等条件，发现其能在水溶液中形成丰富的 苯乙烯(St，天津瑞金特，98％)，4一乙烯基吡啶 聚集体形貌，包括球状、棒状、层状、囊泡和大复合胶束 (4VP，alfa 等结构。通常，聚合物具有优异的柔性，而金属具有优 异的导电性，因此近年来，银／聚合物纳米复合材料，因 为兼具银纳米粒子和高分子材料的特性，已成为金属一 水乙醚(铁塔试剂，AR)，纳米银(实验室自制)，无水乙 有机纳米复合材料的典型代表[3“]，以纳米银粒子填充 醇(天津富宇，AR)，甲苯(铁塔试剂，AR)。 聚合物合成功能性复合材料的研究引起了人们极大的 2．2 通过可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT) 兴趣[5。7]。但是，目前多数研究集中在纳米级尺度，忽 方法合成双亲性嵌段共聚物PS-b—P4VP 略了亚微米级复合材料生产成本低、粉体结构和性能 2．2．1利用RAFT聚合方法合成大分子前驱体PS