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两亲性嵌段共聚物胶束在热力学和动力学上比较稳定,可以作为“纳米反应器”用于制备各种无机纳米粒子。然而,对于两亲性共聚物的溶液自组装,聚集体的形态取决于聚集体核与壳之间的界面能、核链段的伸展及壳链段间的排斥,因此两亲性嵌段共聚物组成的改变将影响其胶束形态与胶束化规律。含有有机硅氧烷链段的两亲性共聚物,无论在水溶液还是在非水溶液中都具有很高的表面活性,能形成各种不同形状的聚集体。但是,若在含有机硅的两亲性嵌段共聚物中引入含氟基团,将影响链段之间的相互作用力,从而可能影响含氟硅共聚物的在溶液中的聚集态结构与自组装行为。本文藉此开展了含氟聚硅氧烷与聚(甲基)丙烯酸嵌段共聚物的合成、胶束化及其在纳米金制备中的应用研究。主要研究成果如下:一、合成得到一系列结构可控的聚[甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷]-block-聚(甲基)丙烯酸(PMTFPS-b-P(M)AA)嵌段共聚物。1.通过结合氟硅单体1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3′,3′,3′-三氟丙基)环三硅氧烷(F3)的阴离子开环聚合(ROP),以及丙烯酸叔丁酯(tBA)或甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)的原子转移自由基聚合(ATRP),得到一系列分子组成可设计的聚[甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷]-block-聚(甲基)丙烯酸叔丁酯(PMTFPS-b-PtB(M)A)嵌段共聚物。2.通过NaI/((TMS)Cl)水解法,在不破坏聚合物主链的前提下,成功水解了PMTFPS-b-PtB(M)A嵌段共聚物,获得了两亲性PMTFPS-b-P(M)AA嵌段共聚物,且水解率可达84.6%。二、成功实现了两亲性PMTFPS-b-P(M)AA嵌段共聚物的溶液胶束化,获得球形、珍珠链状、囊泡状等多种形态的聚集体。1.采用芘(pyrene)荧光探针技术研究发现,PMTFPS-b-PAA嵌段共聚物的临界胶束浓度为0.05wt%左右。2.两亲性PMTFPS-b-PAA嵌段共聚物的溶液胶束化研究发现,在丙酮/水混合溶剂中,嵌段共聚物的组成、聚合物浓度、水量、加水时间等因素影响共聚物胶束的形态。通过调控这些影响因素,可制备得到球形、珍珠链状等多种形态的聚集体。3.两亲性PMTFPS-b-PMAA嵌段共聚物在丙酮/水混合溶剂中,通过改变聚合物浓度、水量等自组装制备条件,可获得球形、珍珠链状等聚集体;而在二氧六环/水溶剂体系中,得到了不同于丙酮/水溶液的囊泡及复合囊泡。三、本文利用两亲性PMTFPS-b-P(M)AA嵌段共聚物胶束,成功制备得到稳定的小尺寸金纳米粒子。1.本文利用PMTFPS-b-PAA在丙酮/水体系中形成的球形胶束作为“微/纳米反应器”,以聚环氧乙烷(PEO)为还原剂,成功制备得到尺寸在2-6nm的金纳米粒子,且所得纳米金溶胶体系稳定性较好。2.研究发现,在PMTFPS-b-PAA胶束中,氯金酸可快速被PEO还原为金纳米粒子,但利用纯PEO即使在较长的时间(48h)下也无法令全部氯金酸还原,这说明PMTFPS-b-PAA胶束可为氯金酸的还原提供微反应场所,使其快速完成还原反应。3.利用荧光与激光共聚焦(CLSM)分析技术研究表明,本文制备得到的金纳米粒子在一定的激发条件下会发出绿色荧光,而且分散、稳定在胶束内部。4.此外,本文利用两亲性PMTFPS-b-PMAA嵌段共聚物胶束,成功将预先还原的金纳米粒子包裹、稳定在胶束中。