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北京大學于海峰教授與北京化工大學教授楊萬泰院士:帶電荷端基的偶氮羧酸嵌段聚合物具有特殊的熱響應行為
2018-05-08  來源:材料人網

  偶氮羧酸是一種特殊的功能基團,它集液晶的自組裝特性與偶氮苯基團的光響應于一身,同時其聚合物可以在有機溶劑中可以自組裝成液晶凝膠(Journal of Materials Chemistry 2010, 20, 3610-3614),無論是均聚物還是嵌段共聚物都具有聚集誘導熒光增強的特性(Polymer, 2016, 97,533-542;Polymer Chemistry 2015, 6(2), 270-277)。

  近日,北京大學于海峰教授與北京化工大學的楊萬泰院士課題組,報道了一種基于PNIPAm、含有羧基偶氮基團的雙嵌段共聚物,由于含有帶電荷的端基而具有的特殊的熱響應行為。加熱時,離子化的端基可以防止嵌段共聚物的相分離,導致濁點的消失。當膠束溶液在50℃下保存2h后,膠束溶液以帶電荷端基穩定的大膠束為轉化態,表現出從膠束到囊泡的形態轉變。這種形態轉變可歸結于帶電荷端基穩定和PNIPAm親疏水平衡變化的共同作用結果。該成果以題為"Charged End-Group Terminated Poly(N-isopropylacrylamide)-b-poly(carboxylic azo) with Unusual Thermoresponsive Behaviors"發表在Macromolecules上。

圖1 嵌段共聚物在不同pH水溶液中的熱響應性質

圖2 嵌段共聚物BC-CPDB和BC-DDTA的化學位移隨溫度的變化

圖3 化學位移3.8和1.1ppm的核磁強度隨溫度的變化和兩種嵌段共聚物在550nm處的吸收強度隨溫度的變化

圖4 BC-DDTA在不同狀態下的TEM圖和膠束到囊泡轉換示意圖

圖5 金屬離子對嵌段共聚物熱響應性質的影響

  在這個工作中,作者設計了一種基于PNIPAm、含有羧基偶氮基團的雙嵌段共聚物,由于含有帶電荷的端基而具有的特殊的熱響應行為。加熱時,離子化的端基可以防止嵌段共聚物的相分離,導致濁點的消失。當膠束溶液在50℃下保存2h后,膠束溶液以帶電荷端基穩定的大膠束為轉化態,表現出從膠束到囊泡的形態轉變。這種形態轉變可歸結于帶電荷端基穩定和PNIPAm親疏水平衡變化的共同作用結果。這個工作為后續刺激響應聚合物的設計提供了一種新的方法。

  論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.7b02640?journalCode=mamobx

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