摘要
螺旋是生物大分子的主要二级结构之一，由此启发，在过去几十年里，科学家们在合成螺旋聚合物上进行了大量研究，制备了多种拓扑结构的螺旋聚合物，包括线形聚合物、星形聚合物、刷形聚合物等。其中刷形聚合物由于有趣的拓扑结构延伸出众多新颖的应用，而广受青睐。本论文利用“graftingthrough”策略，通过将异腈聚合与阳离子开环聚合、开环易位聚合、原子转移自由基聚合等相结合，设计合成了两种不同类型的刷形聚合物，所得的刷形聚合物分子量可控，分子量分布窄。具体研究成果如下： (1)设计合成了对甲苯磺酸酯基修饰的异腈单体，以其为引发剂引发2-乙基-2-噁唑啉的阳离子开环聚合，制备了具有不同聚合度、结构明确的异腈大分子单体。然后以炔钯配合物为引发体系引发异腈大分子单体聚合，得到了聚异腈为主链、聚(2-乙基-2-噁唑啉)为侧链的聚合物刷。结果表明炔钯配合物引发异腈大分子单体的聚合为活性、可控聚合。研究发现，所得聚合物刷具有两亲性，在水溶液中可以自组装形成胶束。同时，该聚合物刷具有较低临界溶液温度(LCST)，其LCST受到主链聚合度、聚合物浓度以及外加Hofmeister系列盐的影响。此外，对于侧基端基为芘基团的聚合物刷，当向其水溶液中添加γ-环糊精后，由于芘基团与γ-环糊精之间的超分子包结络合作用，可以实现超分子水凝胶的制备。 (2)此外，我们还设计合成了含有溴基团及炔钯基团的降冰片烯功能单体，通过溴基团引发丙烯酸叔丁酯单体的原子转移自由基聚合和炔钯基团引发异腈单体聚合相结合，首先制备了侧链为聚丙烯酸叔丁酯和聚异腈的降冰片烯大分子单体，继而利用“graftingthrough”策略，在Grubbs三代催化剂的催化作用下，实现了降冰片烯大分子单体的开环易位聚合，成功制备了主链为聚降冰片烯、侧链为聚丙烯酸叔丁酯和聚异腈的Janus型聚合物刷。所得Janus型聚合物刷分子量可控，分子量分布窄，组成成分可调。原子力显微镜结果表明，该Janus型聚合物刷具有蠕虫状形貌。
NETL