摘要
光诱导可控/“活性”自由基聚合是一种制备各种结构复杂、明确的聚合物的通用方法，它在交联聚合物和纳米颗粒的合成等方面具有广泛的应用。其中光诱导可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合技术由于其适用单体多、可低温反应、调控聚合能力强等优势受到了广泛关注。由于目前光诱导RAFT聚合所使用的光源大多为高能量光源（例如紫外光），这往往会带来一些不可避免的副反应。此外，由于可见光在大多数溶液中的穿透能力弱而限制了其应用的广泛性。因此需要进一步开发在低能量光区（例如近红外光）的RAFT聚合体系。 本论文以无机纳米晶体为基础，在近红外光和蓝光照射下对不同的RAFT聚合体系进行了研究。首先，用一种简单高效的配体交换法对上转换纳米颗粒（UCNPs）进行修饰，然后在980nm近红外光照射下研究了不同单体的RAFT聚合，并且在生物组织材料屏蔽的情况下也成功实现了RAFT聚合；其次，通过在UCNPs表面修饰链转移剂，在980nm近红外光照射下用RAFT聚合技术在UCNPs表面原位生长了聚合物刷；最后，考虑到聚合体系中纳米催化剂的回收问题，将γ-Fe2O3磁性材料引入聚合体系中，在蓝光下考察了一系列单体的聚合过程，并且聚合后可对磁性纳米粒子进行回收循环催化。主要结果如下： （1）采用溶剂热法制备出UCNPs，并用NOBF4配体交换的方法对其进行表面修饰，在980nm光照下进行了一系列单体的RAFT聚合，此外还考察了近红外光的穿透性。实验结果表明，近红外光可以很好地调控RAFT聚合过程，所有聚合都显示出明显的“活性”特征。在鸡皮或者猪皮作为屏障的情况下，光照32h后能够达到较高的转化率（＞60%），这证明了近红外光对于生物组织材料具有优异的穿透性能。 （2）在上述制备的UCNPs基础上，采用两步配体交换法对其进行表面改性，使得链转移剂分子接枝于UCNPs表面，然后在980nm近红外光照射下，采用光诱导RAFT聚合技术原位制备了核壳纳米结构。实验结果表明，聚合物壳层厚度可以通过光照时间来调节，在20h光照后聚合物壳层厚度达到了11.9±0.3nm。此外，还发现体系的荧光强度随游离聚合物的分子量和单体转化率呈线性增加的趋势。 （3）基于聚合体系中纳米催化剂的回收问题，将γ-Fe2O3磁性材料引入到聚合体系中，制备了一种γ-Fe2O3@碳量子点纳米复合材料，并以此为光催化剂，在室温蓝光照射下进行了RAFT聚合，考察了多种单体的光聚合行为。实验结果表明，所有单体的聚合均表现出“活性”特征，且分子量分布较窄（Mw/Mn＜1.35），还显示出光和磁对聚合的双重调控行为。更重要的是，将磁性纳米材料引入聚合体系中，成功实现了纳米材料的回收使用。
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