【科研摘要】

非均相可逆加成 -断裂链转移(RAFT)聚合在聚合物和胶体合成中显示出可观的前景。在RAFT聚合研究期间,良好的RAFT控制始终是要实现的重要目标,而不良的RAFT控制则被认为缺乏成功。 最近 , 广东工业大学 谭剑波副教授 团队 故意使用具有不良RAFT可控性的RAFT试剂,从不同寻常的角度发展了非均相的RAFT聚合反应。

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在非均相RAFT聚合中利用不良的RAFT控制导致形成包含高分子量嵌段共聚物,不受控制的均聚物和未反应的大分子RAFT试剂的样品。值得注意的是,尽管获得的聚合物的分子量分布较宽,但通过非均相的RAFT聚合可以得到具有精确尺 寸的均匀的聚合物球。通过对具有不同可控性的 RAFT剂的二元混合物介导的非均相RAFT聚合的深入研究,可控性良好的RAFT剂主导了聚合反应,而可控性较差的RAFT剂则主要失活或未反应。

基于提供的独特机制, 团队 已经能够使用具有不同RAFT端基的大分子RAFT剂,通过一步非均相RAFT聚合制备表面上具有丰富的RAFT侧基的嵌段共聚物组件。表面上的RAFT侧基的反应性为嵌段共聚物组件的进一步功能化提供了条件。 这些概念验证实验表明,在非均相RAFT聚合中利用不良的RAFT控制是对各种聚合物颗粒的一种有前途的策略,这些 聚合物颗粒难以通过传统的非均相 RAFT聚合制备。 相关论文以题为 Utilization of Poor RAFT Control in Heterogeneous RAFT Polymerization 发表在《 M acromolecules 》上。

【主图导读】

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示意图 1 .由(a)mPEG 113 -CEPA和(b)mPEG 113 -BTPA介导的紫光辐照下HPMA的光引发水相非均相RAFT聚合机理的示意图。

图 1. (a)mPEG113-CEPA和通过mPEG113-CEPA介导的HPMA的异质RAFT聚合获得的聚合物的GPC 。 (b)mPEG113-CEPA介导的HPMA的异质RAFT聚合制备的样品的RI和UV(310 nm)GPC 。 (c)mPEG113-BTPA和通过mPEG113-BTPA介导的HPMA 的异质 RAFT聚合获得的聚合物的GPC 。 (d)通过mPEG113-BTPA介导的HPMA的异质RAFT聚合制备的样品的RI和UV(310 nm)GPC。

图 2. (a)由mPEG113-CEPA([HPMA]/[mPEG113-CEPA]=100、200和300)介导的HPMA的水相异相RAFT聚合制备的样品的视觉外观。(b-d)通过mPEG113-CEPA介导的具有不同[HPMA]/[mPEG113-CEPA]比例的HPMA的水相异质RAFT聚合制备的样品的TEM图像:(b)100,(c)200, (d)300。(e)由mPEG113-BTPA([HPMA] / [mPEG113-BTPA] =100、200和300介导的HPMA的水相异质RAFT聚合制备的样品的视觉外观 )。(f–h)由mPEG113-BTPA介导的具有不同[HPMA]/[mPEG113-BTPA]比率的HPPEG的水性非均相RAFT聚合制备的样品的TEM图像:(f)100,(g) 200和(h)300。

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图 3. (a)对于由mPEG113-BTPA介导的HPMA的一步非均相RAFT聚合制备的样品,[HPMA]/[mPEG113-BTPA]的流体动力学直径的变化(b)使用HPMA一步非均相RAFT聚合制备的样品。(c)通过HPMA的一步异质RAFT聚合制备的 聚合物球的 TEM图像([HPMA]/[mPEG113-BTPA]=300,与图2h相同)。(d–g)使用(c)的样品作为种子,通过具有不同的[HPMA]/[mPEG113-BTPA]总比例的HPMA的两步非均相RAFT聚合制备的聚合物球的TEM图像:(d)600,(e )900,(f)1200和(g)1500。

示意图 2. 紫色光照射下,由BTPA-DEG-PGMAn-CEPA介导的GMA的绿色光活化光引发剂RAFT聚合和HPMA的水性Photo-PISA合成BTPA-DEG-PGMAn-CEPA的示意图

图 7.(a)NIPAM在室温下接种的光PISA的示意图。(b)使用BTPA-DEG-PGMA 40 -CEPA和PGMA60-CEPA([BTPA-DEG-PGMA40-CEPA]/[PGMA 60 -CEPA]=3/7,[IPMA]/([BTMA-DEG-PGMA40-CEPA]+[PGMA60-CEPA])= 200)在NIPAM的光PISA接种前后([HPMA] / [NIPAM] = 200/400)。(c)使用BTPA-DEG-PGMA40-CEPA和PGMA60-CEPA([BTPA-DEG-PGMA40-CEPA]/[ PGMA60-CEPA]=3/7,[HPMA]/([[BTPA-DEG-PGMA40-CEPA]+[PGMA60-CEPA])= 200)。(d)使用(c)的样品作为种子,将NIPAM的光-PISA接种后获得的样品的TEM图像([HPMA]/[NIPAM] = 200/400)。(e)在25和50°C的水中PNIPAM官能化球的视觉外观。(f)PNIPAM官能化球在水中的热响应特性的示意图。

图 8. (a)使用囊泡作为种子的tBA的接种光PISA的示意图。(b)由BTPA-DEG-PGMA40-CEPA([HPMA]/[BTPA-DEG-PGMA40-CEPA] = 300)介导的HPMA水性光PISA制备的囊泡的TEM图像。(c-e)用不同比例[tBA]/[BTPA-DEG-PGMA40-CEPA]的tBA的种子光PISA制备的样品的TEM图像((b)的囊泡用作种子):(c)200, (d)300和(e)400。(f)使用囊泡作为种子的tBA的光敏PISA的示意图。(g)由PGMA40-CEPA([HPMA]/[PGMA40-CEPA]=300)介导的HPMA的水性PISA制备的囊泡的TEM图像。(h–j)用具有不同[tBA]/[PGMA40-CEPA]比率的tBA的光PISA种子制备的样品的TEM图像((g)的囊泡用作种子):(h)100,(i)150 ,以及(j)200。

参考文献 : doi.org/10.1021/acs.macromol.1c00381

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