分子拓扑结构对巨型分子自组装行为的影响

发布时间：2021-02-04 20:47

　　两亲性嵌段共聚物可以在本体和溶液中自组装形成丰富的微观结构,这一特性使其在生物、医药、催化和光电等领域有着潜在的应用价值。但是,受限于微相分离的驱动力（χN）,传统的嵌段共聚物自组装很难形成特征尺寸低于10 nm的有序结构。近年来,通过模块化设计和精确合成,利用具有三维刚性结构的“纳米原子”和聚合物,人们构建了一类巨型表面活性剂。在纳米原子上修饰大量功能性基团,通过协同次级键效应,能够显著增大微相分离的驱动力,得到较低纳米尺寸的高度有序结构。在巨型表面活性剂的自组装研究中发现,拓扑结构对其自组装行为有决定性的影响。基于以上背景,本论文以拓宽巨型表面活性剂的拓扑结构范围为出发点,先合成了一系列具有不同分子量和交联密度的单链纳米粒子（SCNPs）;再通过模块化设计和精确合成制备了分别具有线性尾链和SCNPs尾链的巨型表面活性剂;然后研究了它们在本体和溶液中的自组装行为,比较并分析了不同尾链拓扑结构对巨型表面活性剂自组装行为的影响。具体研究内容如下:（1）合成具有线性尾链或SCNPs尾链的巨型表面活性剂。首先利用苯并环丁烯的环加成反应,以苯乙烯和苯并环丁烯的无规共聚物为原料,通过缓慢滴加的方... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 嵌段共聚物及其自组装
        1.1.1 嵌段共聚物简介
        1.1.2 嵌段共聚物本体自组装
        1.1.3 嵌段共聚物溶液自组装
        1.1.4 分子拓扑结构对嵌段共聚物自组装行为的影响
    1.2 巨型表面活性剂
        1.2.1 纳米原子和巨型分子
        1.2.2 巨型表面活性剂介绍
        1.2.3 巨型表面活性剂的精确合成
        1.2.4 巨型表面活性剂本体自组装
        1.2.5 巨型表面活性剂溶液自组装
        1.2.6 相结构的表征方法
    1.3 单链纳米粒子
    1.4 本论文研究内容
第二章 具有不同尾链拓扑结构的巨型表面活性剂的合成与表征
    2.1 引言
    2.2 化学试剂
    2.3 分析测试仪器
    2.4 实验部分
        2.4.1 VPOSS-alkyne的合成
            2.4.1.1 VPOSS-OH的合成
            2.4.1.2 VPOSS-alkyne的合成
        2.4.2 单链纳米粒子的合成
        2.4.3 巨型表面活性剂的合成
            2.4.3.1 P（S-r-bcbS）-Br的合成
3 的合成">            2.4.3.2 P（S-r-bcbS）-N₃ 的合成
            2.4.3.3 VPOSS-P（S-r-bcbS）的合成
            2.4.3.4 DPOSS-P（S-r-bcbS）的合成
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 单链纳米粒子的合成探讨
        2.5.2 具有线性尾链的巨型表面活性剂的合成探讨
        2.5.3 具有SCNPs尾链的巨型表面活性剂的合成探讨
    2.6 本章小结
第三章 拓扑结构对巨型表面活性剂本体自组装的影响
    3.1 引言
    3.2 仪器表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 巨型表面活性剂的分子组成
        3.3.2 巨型表面活性剂的本体自组装
            3.3.2.1 巨型表面活性剂本体自组装的表征结果
            3.3.2.2 巨型表面活性剂本体自组装的相结构分析
            3.3.2.3 巨型表面活性剂本体自组装的特征尺寸分析
    3.4 本章小结
第四章 拓扑结构对巨型表面活性剂溶液自组装的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 仪器表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 具有线性尾链的DPOSS-P（S-r-bcbS）的溶液自组装
        4.3.2 具有SCNPs尾链DPOSS-P（S-r-bcbS）的溶液自组装
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]巨型表面活性剂的本体自组装研究和分子拓扑结构效应[J]. 唐雯,岳衎,程正迪.  高分子学报. 2018(08)
[2]Giant molecules:where chemistry,physics,and bio-science meet[J]. Guang-Zhong Yin,Wen-Bin Zhang,Stephen Z.D. Cheng.  Science China（Chemistry）. 2017(03)
[3]从“纳米原子”到“巨型分子”的软物质研究[J]. 张文彬,陈尔强,王晶,张维,王林格,程正迪.  物理学报. 2016(18)
[4]Toward Rational and Modular Molecular Design in Soft Matter Engineering[J]. 张文彬,程正迪.  Chinese Journal of Polymer Science. 2015(06)
[5]ANIONIC SYNTHESIS OF A “CLICKABLE” MIDDLE-CHAIN AZIDE-FUNCTIONALIZED POLYSTYRENE AND ITS APPLICATION IN SHAPE AMPHIPHILES[J]. Kan Yue,Jinlin He,Chang Liu,Mingjun Huang,Xue-Hui Dong,Kai Guo,Peihong Ni,Chrys Wesdemiotis,Roderic P. Quirk,Stephen Z. D. Cheng,Wen-Bin Zhang.  Chinese Journal of Polymer Science. 2013(01)

博士论文
[1]不同拓扑结构的两亲性嵌段共聚物在溶液中自组装的理论模拟研究[D]. 马世营.南京大学 2015



本文编号：3018914