北京大學于海峰&北京化工大學楊萬泰Macromolecules：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

【引言】

在過去的幾十年中，材料科學家們都忽略了聚合物的端基效應，比如天然橡膠因為端基的效應，相對于合成橡膠擁有更好的性能。在二十世紀八十年代和九十年代，陰離子和不同金屬對遙爪聚合物物理性質的影響被Teyssie和Jerome課題組發現。除了聚合物固體，這類端基效應在聚合物溶液領域也吸引了廣泛的注意。比如，擁有不同端基的ABA型三嵌段共聚物具有不同的溶液-凝膠轉換行為。

【成果簡介】

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。

【圖文導讀】

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

【小結】

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。

文獻鏈接：Charged End-Group Terminated Poly(N-isopropylacrylamide)-b-poly(carboxylic azo) with Unusual Thermoresponsive Behaviors?(Macromolecules, 2018, 10.1021/acs.macromol.7b02640)

本文由材料人學術組gaxy供稿，材料牛整理編輯。 ?

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