纳米结构聚合物材料的制备和应用.pdf

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1、L9;.’+功能高分子学报N9.-!##!年’!月M9A=>7;93809>7;F9;B65=DO53.!##!"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""综述纳米结构聚合物材料的制备和应用!华道本!!，白如科!!!（中国科技大学高分子科学与工程系，安徽合肥!"##!$）摘要：综述了近年来在纳米结构高分子材料如纳米球、孔、管、线等方面的制备方法的研究进展，并对其应用进行了简要的讨论。关键词：纳米结构；聚合物；自组装中图分类号：%$"文献标识码：&文章编号：’

2、##()*"+（,!##!）#-)#+#")#$纳米结构聚合物材料由于具有独特的性能而在机械、光、电、磁、微处理器件、药物控释、环境保护、纳米反应器及生物化学等方面具有广阔的应用前景，近年来掀起了对纳米结构聚合物材料研究的热潮。各国学者分别在化学分子设计、结构分析、组装方法和应用等方面进行了广泛的研究［’)"］。我国的科学工作者也对其开展了许多卓有成效的工作。关于纳米结构超薄膜的综述文献［!)-］已有很多，本文主要就近年来聚合物纳米球、管、线和纳米孔材料等的制备方法及相关应用加以综述，以期对这一新兴领域的发展有所启示。!纳米结构聚合物材料制备

3、方法!.!共价键胶束自组装聚合物自组装是纳米结构聚合物材料制备的重要方法之一，其中对嵌段和接枝共聚物的共价键胶束研究尤为广泛和深入［()’’］。共价键胶束的自组装通常是利用溶剂的选择性实现的，即所用溶剂对一种嵌段是良溶剂，而对另一种嵌段为不良溶剂。这样在相分离或液晶取向作用的驱动下，可形成球形胶束、星形、圆柱状、双四面体和薄片状等。许多文献［’!)’(］利用这种方法制备了纳米球、纳米管等纳米结构高分子材料。研究发现，组装行为和形貌结构主要取决于共聚物组成、嵌段相对长度和/01.’23456780369:5;<9=3470>;5>184?:5@

4、5>:5>8=5391>0809>84=9A14845<9=67809>9<@9;B09>396@;5C溶剂的选择性等。6035;;5D.［’*］采用不同链长的带有相反电荷的电解&8DAD40E7=7:7等质嵌段聚合物，即聚环氧乙烷?!!"，天冬氨酸（FGH?!?F9;（B!，））和聚环氧乙烷?!"#)赖氨"?"?7D@7=8730:酸［FGH?!"F9;（BI?;BD0>5）］，在水溶液中进行组装。研究发现，在两种电荷相反的聚电解质的自组装中存在着明显的链长识别特性，即只有在相同嵌段长度（CJBK6，见下式）的聚电解质之间才发生组装，形成核

5、)壳胶束结构（见图’）。这种溶液体系形成的纳米结构材料具有更加有序的结构。!收稿日期：!##!)#,)#’!!作者简介：华道本（’*,-)），男，河南南阳人，硕士，研究方向：自由基活性聚合和纳米结构聚合物材料的制备研究。!!!通讯联系人：白如科（’*+")），男，甘肃庆阳人，教授，研究方向：活性聚合反应、天然高分子、超分子自组装及纳米结构高分子材料。G?670;：P70=QRAD83.5:A.3>。·KA+·华道本，白如科$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

6、!"#!$!"#!"%"&’"!!$"!"’"")!!$!"%!"’""*"!"#!$!"%!"%"&’"!!$!"’""-"!"%!$$(（!"%）+!$$(’",#./0121.34（*!，"15675895:;<）./01!1.34（*"1=*6;&>）［%A］利用激光散射和小角中子散射等手段对环氧乙烷(环氧丙烷嵌段共聚物（./$1!1..$）自组装?@等形成的核(壳纳米结构进行了研究。对于每个稳定的分散体系，假定每个聚合物分子链所占据的表面积接近一个常数，该常数与颗粒尺寸有关，发现核的半径#:和壳的厚度#与共聚物的组成有着密切的关系。

7、在B-C&或B-C&B-类型（B为在溶剂中溶解部分的重复单元，C为不溶解部分的重复单元）的共聚物中，#（$%&），##&%%#。:#［"!］!F"非共价键胶束自组装与共价键胶束自组装不同，非共价键胶束自组装是利用分子间相互作用（如氢键等）来实现的。其形成过程如图%。选用具有分子间相互作用的聚合物B和C，分别配成溶液，其中B溶液的溶剂对C是沉淀剂，这样当C的溶液滴加到B的溶液中去时，C分子链将塌缩、聚集。然而在B分子链的稳定作用下，C并不沉淀出来，而是形成稳定分散的胶束状纳米粒子。其中C为核，B为壳。如果B溶液加入到C溶液中也能得到胶束粒D;E

8、F%GH>6:H>-59;:-3<>43I9H>I38-59;3&3I&3&1子。另一种方法是把B和C溶解在同一溶剂中形成“接枝配合:3J54>&923&<-;:>