《準臨界聚合》是依託南開大學，由王國昌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：準臨界聚合
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王國昌
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高分子微球（0.01-100微米）在許多領域具有廣泛而重要的套用，並已發展了許多有效合成方法。然而近年來，大規模積體電路、超晶格光子晶體以及微球生物晶片等高技術領域的飛速發展，進一步提出了對無乳化劑污染、粒徑高度均一可調的高性能聚合物微球的需求，成為對經典高分子微球合成方法的新挑戰。本項目基於對油-水-極性溶劑三元混合體系，在一定條件下，可自發形成一穩定、分布均一的準臨界乳液，提出並設計了準臨界聚合製備高分子微球的全新平台，初步研究表明，此平台有四個特徵：1.成球機理不同於任何經典方法；2.對烯類單體具有普適性；3.不使用任何乳化劑、極性單體和親水性引發劑；4.微球粒徑高度均一、可調。其中準臨界乳液的發現構成本項目原始創新的基礎。深入研究這一現象的本質和準臨界聚合機理，將對高分子學科，乃至生命科學等交叉學科的發展具有重要推動作用。
結題摘要
高分子微球（0.01-100微米）在許多領域具有廣泛而重要的套用，並已發展了許多有效合成方法。然近年來，大規模積體電路、超晶格光子晶體以及微球生物晶片等高技術領域的飛速發展，進一步提出了對無乳化劑污染、粒徑高度均一可調的高性能聚合物微球的需求，成為一新的挑戰。本項目基於我們一個新發現，即油-水-極性溶劑三元混合體系，可在一定條件下，自組織形成一穩定、分布均一的“準臨界乳液”，發展了“準臨界聚合”製備高性能微球的新方法。研究表明，此方法對烯類單體有普適性，其成球機里不同於任何經典方法，是一全新的納米製備平台，將對高分子科學、生命科學以及高技術領域的發展具有重要推動作用。本項目的重要進展包括：1.採用動態光散射實時研究了準臨界乳液的形成過程和穩定性；利用冷凍斷裂復型電鏡觀察了準臨界乳液的結構特徵。結果證實了“準臨界狀態”的存在，其形成是一在遠離平衡態的自組織過程，其結構形態可穩定存在長達1-2年。2.首次利用芘螢光探針法，研究了多種 水/兩親性溶劑 混合液中的複合作用, 結合在相應體系的聚合反應結果，建立了準臨界乳液形成的理論模型。3.基於準臨界乳液的新發現，發展了新的高分子微球製備方法--準臨界聚合，即在不使用表面活性劑、親水性引發劑和極性單體的條件下，可合成尺度為幾十至數百納米的單分散聚合物微球。通過對製備與結構相關性的研究，闡明了鏈的引發與增長發生在乳液滴內的聚合機理，並由此建立了控制微球尺度的規則；研究同時表明，準臨界聚合適用於大部分烯類單體，因可做為一新的聚合平台。4.利用電鏡、動態光散射和螢光光譜協同研究，考察了準臨界聚合微球的結構與性能。發現高溶脹性是這種聚合微球的顯著特徵，特別是低交聯度微球，其溶脹比可達上千數量級；動態光散射（Rg/Rh ）表明，當交聯度大於5.3%，微球呈實心結構。5.高度單分散性是準臨界聚合微球的另一突出特徵。除動態光散射的有力證據外，還採用溶劑揮發組裝法，在一玻片表面得到了大面積的六方密堆積結構圖樣，充分顯示了準臨界聚合微球的高度單分散性和完美形態。
