1. 研究目的与意义
研究的目的
本论文的目的是基于超分子相互作用由线团-线团型两嵌段共聚物制备棒-棒型两嵌段共聚物。具体地说,利用PEO与TPP之间的主客体相互作用制备TPP@PEO超分子棒,利用P2VP与端基含有磺酸的楔形侧链(W-SO3H)之间的氢键相互作用,制备超分子棒,进而制备棒-棒两嵌段共聚物。
研究的意义
本论文通过超分子相互作用一锅法由线团-线团嵌段共聚物制备棒-棒嵌段共聚物。本论文首先合成了端基为磺酸的楔形分子(W-SO3H)和盘状分子TPP,并通过NMR、元素分析、质谱等对其化学结构进行了表征。本研究通过TPP与PEO之间主客体相互作用得到棒状TPP@PEO超分子柱状结晶络合物;通过磺酸基与吡啶之间的氢键相互作用得到P2VP/W-SO3H超分子柱状液晶络合物。在此基础上,又通过P2VP-b-PEO、TPP、W-SO3H的选择性络合,一锅法得到棒-棒P2VP/W-SO3H-b-TPP@PEO两嵌段共聚物,并通过XRD实验对其结构进行了表征。有构筑棒-棒嵌段共聚物具有重要科学和实践意义。
2. 国内外研究现状分析
1.1引言
在对现代的纳米化学和仿生化学研究领域中, 合成嵌段共聚物及其自组装行为是热门课题之一,已经被报道和研究比较成熟的线-线二嵌段共聚物体系有多种自组装形貌[1], 如球状、柱状、螺旋状、层状和fddd等.近些年来, 因为含有刚性嵌段的共聚物具有独特的自组装性质, 所有人们十分关注这类聚合物体系的自组装行为[2]。
根据两个嵌段的柔性,嵌段共聚物(bcp)可以分为线圈-线圈,棒-线圈和棒杆bcp。棒-杆bcp,其中两个块是刚性或半刚性的,已经广泛用于电光材料和药物递送系统。但是,比较与线圈-线圈和杆-线圈bcps,棒-杆bcp的合成通常是相当复杂,因为棒块的分子结构通常比这些线圈的更复杂,这限制了杆-杆bcps的研究和应用。超分子相互作用的引入可以在一定程度上解决这个问题,即通过使用可以容易合成的小分子和螺旋bcp之间的分子间相互作用,我们可以构建超分子棒-杆bcp。例如,lee等人制备的聚假花青-嵌段-聚(g-苄基-1-谷氨酸)通过利用在p(eo-r-po)-嵌段-聚(g-苄基-1-谷氨酸)中α-环糊精和聚[(环氧乙烷)--ran-(环氧丙烷)](p(eo-r-po))链段之间的主-客体相互作用。除了主-客体相互作用,还有其他超分子相互作用,如静电相互作用和氢键,也被引入去获得超分子bcp。
近年来, lee等和hayakawa等合成出棒-棒二嵌段共聚物, 并且研究它的自组装行为[3].即使到了现在, 在现在的科学研究领域关于棒-棒二嵌段共聚物系统自组装行为的研究比较少也很少这方面的报导,因此利用超分子相互作用制备rod-rod棒-棒二嵌段共聚物具有重要的意义,本文主要利用实验室已有的两嵌段共聚物和需要合成的棒状聚合物相互络合,其中棒状聚合物包括甲壳型液晶高分子(mjlcp)和树枝化聚合物。mjlcp和树枝化聚合物的具体的合成路线以及反应步骤和需要用到的实验室药品器材见第二章实验部分。合成rod-rod棒状两嵌段聚合物比较困难,实验过程中要进行不断试验和记录数据和记录反应的现象,但对这个的研究具有重要意义。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1.1研究背景与意义
1.2国内外研究现状
4. 研究创新点
Rod-rod型两嵌段共聚物体系是近几年发展起来的一类新型聚合物材料,其自组装结构正逐渐成为人们研究的热点。
本研究通过TPP与PEO之间主客体相互作用得到棒状TPP@PEO超分子柱状结晶络合物;通过磺酸基与吡啶之间的氢键相互作用得到P2VP/W-SO3H超分子柱状液晶络合物。在此基础上,又通过P2VP-b-PEO、TPP、W-SO3H的选择性络合,一锅法得到棒-棒P2VP/W-SO3H-b-TPP@PEO两嵌段共聚物,并通过XRD实验对其结构进行了表征。
