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大分子可逆加成裂解链转移(RAFT)试剂调介分散聚合制备聚合物粒子,不仅能够实现对聚合物分子量以及分子量分布的控制,而且能够控制合成特定形态的聚合物胶粒。大分子RAFT试剂调介分散聚合具有诸多优势:(1)采用“一锅法”进行投料,操作简单;(2)原位制备出的嵌段聚合物胶体粒子具有不同的结构形态,能够制备出高固含量的胶体溶液;(3)得到的聚合物胶体粒子含有活性的RAFT基团,可以继续在粒子上进行修饰。因此,大分子RAFT试剂调介下的分散聚合具有很高的应用价值。目前,国内外的研究中,关于梳形大分子RAFT试剂调介的分散聚合以及分散聚合制备ABC三嵌段聚合粒子的报道相对较少。本文旨在利用大分子RAFT试剂调介分散聚合制备不同形态的聚合物粒子。具体来讲,本论文可以分为以下两方面内容: 1.含PEG侧基的梳形大分子RAFT试剂调介苯乙烯在乙醇/水混合溶剂中的分散聚合 在本章中,我们以聚(4-乙烯苯基聚乙二醇单甲醚酯)-co-聚苯乙烯(P(mPEGV-co-St)-TTC)以及聚(4-乙烯苯基聚乙二醇单甲醚酯)(P(mPEGV)-TTC)四种分子量相近但化学组成不同的梳形聚合物作为大分子RAFT试剂和稳定剂,在乙醇/水混合溶剂中调介苯乙烯(St)的RAFT分散聚合。对四种梳形大分子RAFT试剂调介分散聚合的过程进行研究表明,其聚合过程包括成核前均相/准均相阶段的慢反应过程和成核后的非均相阶段快反应过程。实验结果表明,该反应可控性强,得到的聚合物分子量随单体转化率线性增加,且聚合物分子量分布都小于1.3。大分子RAFT试剂的化学组成对聚合反应的动力学有很深的影响,含有较高比例疏溶剂链段的大分子RAFT试剂调介分散聚合反应速度较快。我们观测了随疏溶剂链段的不断增长,聚合物粒子的大小和形态的转变过程,分别得到了纳米微球、纳米线、囊泡、复合胶束等形态的聚合物粒子。此外还系统研究了大分子RAFT试剂的化学组成、疏水链段的长度、单体浓度以及溶剂的性质对原位形成的粒子的形态和大小的影响。 2.种子RAFT分散聚合制备ABC三嵌段聚合物粒子与pH诱导的聚合物粒子的形态转变 在本章中,通过种子RAFT分散聚合,我们合成出了化学结构为聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)-b-聚苯乙烯-b-聚(N-4-乙烯苯基-N, N-二丁基胺)(PDMA-b-PS-b-PVBA)的核壳冠结构的三嵌段聚合物粒子。粒子尺寸在26 nm到46 nm之间,其中PVBA链段形成粒子核,聚苯乙烯链段形成粒子的壳层,而聚PDMA链段构成粒子的冠。因为这种核壳冠结构的嵌段聚合物粒子核中为pH敏感的PVBA链段,因此当在乙醇/水混合溶剂中进行酸化时,核中的PVBA链段能够从核层翻转到冠层,这种三嵌段的核壳冠结构的纳米粒子就会转变为空心球。研究发现,酸化过程中溶剂的性质会对形态转变产生巨大的影响,只有当混合溶剂中乙醇的含量超过80%的时,粒子形态转变才会发生。另外,形成核层的PVBA链段的长度也会深刻的影响粒子形态的转变,只有当PVBA链段的长度合适的时,聚合物粒子才会转变为空心球,而当PVBA链段长度足够长时,聚合物粒子会转变为环状和链状粒子。 本论文的研究内容,将有助于人们更清楚地了解大分子RAFT试剂调介RAFT分散聚合中聚合物粒子的增长过程,对人们合成特定形态的聚合物粒子具有一定的指导意义。