《樹形高分子結構及其結構演變》是依託天津大學，由蔣世春擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：樹形高分子結構及其結構演變
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔣世春
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過同步輻射X射線吸收、小角散射、原子力顯微鏡、透射電子顯微鏡等手段建立研究樹形高分子凝聚態結構和溶液中組裝結構的微觀、介觀和巨觀檢測分析方法；觀測不同代數的樹形高分子在不同溶劑中的結構形成動力學和樹形高分子對無機化合物的包裹能力；研究氯金酸、乙酸鎘、稀土化合物與HPEI-PG(xG)(x＞1)、HPEI-IBAm和HPAMAM-IBAm等樹形高分子作用以後樹形高分子的結構以及樹形高分子／無機物體系的組裝結構和組裝動力學；分析樹形高分子與無機化合物作用後影響組裝結構和組裝動力學的因素；揭示無機化合物作用下樹形高分子的聚集態結構、組裝結構和結構形成動力學規律；實現在無機化合物和溶劑與高分子作用對樹形高分子形態結構的調控；探索利用樹形高分子結構和組裝結構特點製備功能納米材料，為功能高分子材料設計、製備提供有價值的指導。
結題摘要
在20世紀40年代，Flory通過理論計算預測了支化高分子的存在，直到20世紀70年代才在實驗室中合成了樹枝狀高分子並對其進行了表征，1983年Tomalia第一次用dendrimer/dendritic(樹形/樹枝狀)命名合成的支化高分子，樹枝狀高分子包括超支化高分子(hyperbranched polymer)和樹形高分子(dendrimer)。由於樹枝狀高分子中存在大量的末端基團和分子內部空腔等獨特結構，使之具有良好的溶解性、較低的溶液及熔融黏度等特性，因此樹枝狀高分子在載藥、催化、塗料等方面有重要的套用。除此之外，樹枝狀高分子在自組裝、功能膜製備等方面也有廣闊的套用前景和潛力。 我們通過超支化聚乙烯亞胺和枝化棕櫚酸的醯胺化反應，製備了不同取代度的兩親性樹枝狀高分子(ADPs)。 測定了兩親性樹枝狀高分子的流體力學半徑。實驗發現，流體力學半徑隨著取代度的增加而增加，並在DA=51%附近出現一個拐點。隨著取代度的增加，特性黏度逐漸減小。結合Fox-Flory公式，估算了ADPs的均方迴轉半徑。均方迴轉半徑與流體力學半徑的比值在0.77左右，說明ADPs結構類似於球形膠束。 研究了ADPs的自組裝行為。自組裝過程分為兩步並且這兩步的鬆弛時間是不同的，第一步較快，第二步較慢。在臨界膠束濃度時，由於小膠束的融合，膠束尺寸快速增加(第一步)；膠束間通過碰撞發生裂解與融合，使自組裝過程達到平衡(第二步)。隨著單體濃度的增加，膠束的尺寸增加，這導致當單體的濃度較大時，膠束的濃度反而較小。 研究了溫度突變引發的兩親性樹枝狀高分子從單分子到膠束的自組裝過程。根據散射光強及流體力學半徑隨時間的變化，分析了自組裝的動力學過程。在第一步中，單分子快速聚集形成小膠束，隨後小膠束融合形成大膠束。在第二步中，通過膠束的裂解與融合自組裝過程達到平衡。單體的濃度對膠束的尺寸影響較小，並且隨著濃度的增加第一步與第二步的鬆弛時間逐漸的減小。隨著取代度的增加，膠束的尺寸逐漸減小，並且鬆弛時間逐漸減小。這說明隨著取代度的增加，自組裝過程的驅動力增加。
