中国化学会第32届学术年会
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分子内环化诱导结晶驱动自组装
孙辉* 杜建忠

分会

第三十五分会:胶体与界面化学

摘要

大分子自组装是构筑多功能纳米材料的强有力手段,组装基元与组装方法是驱动大分子自组装发展的两架马车。高结晶性纳米组装体具有独特的光、电、磁学性质,受到广泛关注。然而,通过传统的自组装方法得到高结晶性纳米组装体颇具挑战。结晶驱动自组装策略的提出很好地解决了这个问题,但是成核链段仅限于使用结晶或半结晶聚合物如聚二茂铁二甲基硅烷(PFS)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)等,严重制约了结晶驱动自组装的发展。针对上述挑战,我们在前期研究基础上,创造性地利用非结晶性聚酰胺酸(PAA)作为组装基元,提出分子内环化诱导结晶驱动自组装(ICI-CDSA)的新概念。通过热诱导分子内环化反应,在PAA分子主链中引入刚性、结晶性的聚酰亚胺链段,驱动PAA进行自组装,得到纳米束、花瓣数量可控的纳米花、纳米线等高结晶性纳米组装体。利用原位红外研究了PAA的分子内环化反应动力学,建立了热处理温度、时间与亚胺化率之间的关系;通过核磁共振确定了发生结晶驱动自组装的临界亚胺化率为92%,低于该亚胺化率只能得到非晶组装体。当初始浓度较低时,组装得到纳米束;随着初始浓度提高,纳米束发生多级自组装形成花瓣数量可控的纳米花。ICI-CDSA的提出为利用非晶聚合物作为组装基元制备高结晶性纳米组装体提供了新途径。考虑到PAA种类的多样性与结构的可设计性,ICI-CDSA将推动结晶诱导自组装领域的快速发展,是大分子自组装理论的重要补充。

关键词

结晶驱动自组装;分子内环化;聚酰胺酸

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