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本论文研究了嵌段共聚物在稀溶液中的自组装行为,采用了两种不同的嵌段共聚物,一种为简单的线性嵌段共聚物(PS-b-P4VP)在稀的醇溶液中的自组装;一种为杂化的嵌段共聚物,即PEO-b-PPO-b-PEO与β-环糊精的络合物在稀的水溶液中的自组装。
首先,利用了聚合物/溶剂相互作用参数(X)与温度成反比的关系,在高温下,PS将溶于醇溶剂。随着温度的降低,XPS/alcohol将会增大,PS链段将会聚集,而P4VP仍然溶解在溶液中,从而会得到不同的聚集体形貌。笔者主要研究了降温速率、温度、浓度以及高温搅拌对形貌的影响,在乙醇、异丙醇、正丁醇中得到了球形胶束、棒状胶束、囊泡、孔状囊泡、大复合囊泡以及大复合胶束等多重形貌,并解释了多重形貌在溶液中共存的原因,对于孔状囊泡的形成也给予了解释,它是一种动力学控制的平衡。在丁醇中,110℃下搅拌我们实现了球形胶束向棒状胶束、轮胎形大复合胶束、球形大复合胶束的转变,并提出了相应的转变机理,在“平头”聚集体的形貌中,笔者得到轮胎形的大复合胶束,它是一种中间过渡态,最终向球形大复合胶束转变,认为搅拌破坏了球形胶束的位垒。为形貌的转变提供了能量。
其次,利用氢键相互作用,得到了β-CD-PEO-PPO-PEO的络合物,即β-CD-L64和β-CD-P123。通过NMR证实了L64可以络合12个环糊精,P123可以络合19个环糊精,并进一步研究了络合物在稀溶液中的自组装。通过改变加水量的不同,得到了不规则的囊泡、不规则的空心管状形貌,并对两种络合物的形貌进行了比较,给予了简单解释。络合物可以溶解于大量的水中,说明络合物与其络合前的组分是一种平衡状态,在溶液中也发现了由独立的β-环糊精自组装所得到的球形聚集体。