杂多化合物－聚合物的嵌段共聚物和它们的自组装形态

在这份基金申请书中，我们提出合成杂多化合物－聚合物的嵌段共聚物，同时研究它们在溶液中通过自组装生成的超分子聚集体的形态。为了合成这样的杂化嵌段共聚物，我们将首先对杂多化合物进行有机改性，将可以引发聚合反应的化合物通过化学键连接在杂多化合物上，进一步地引发各种单体聚合，制备我们设计的杂化嵌段共聚物。然后，在极性有机溶剂中通过离子交换的方法，将杂多化合物－聚合物的嵌段共聚物转变为两亲性的杂多酸簇－聚合物的嵌段共聚物，随即它们会通过自组装生成丰富的超分子聚集体。本研究将采用SEM和TEM等方法观察形成的超分子形态。我们的目的是了解含有杂多酸簇的超分子聚集体的特征，探索它的特有的几何形状、簇之间的作用等对生成的超分子聚集体形态的影响，研究引入杂多酸簇以后超分子聚集体的功能。我们的最终目的是开发一类新型的有机无机杂化材料。

在本项目执行中，合成了杂多化合物（POM）－聚合物的杂化物，并研究了它们通过自组装形成的超分子聚集体的形态。合成这杂化物时，选择了聚苯乙烯、聚己内酯两种线形聚合物、两种树枝状大分子和Anderson和Dawson型的POMs，采用了ATRP、点击反应等方法，目的是更加精确地控制杂化物的分子结构。由于POMs与这些聚合物和大分子在性能、性质和形状上有明显的差异，在溶剂中和本体样品中，它们相互排斥，为了最小化自由能，通过自组装的过程，形成丰富的超分子结构。本工作的重点是了解POMs特有的几何形状、尺寸、相互作用等影响下形成的超分子聚集体形态的特殊性。例如，在形成类似于柱状胶束中观察到由POMs有序堆集形成的纳米管；在研究囊泡壁厚时发现POM会迫使线形聚合物的更加伸展；POMs会有序排列成为超分子带，导致形成有机凝胶。在从事基础研究的同时，也关注杂化物和超分子聚集体中POMs能功。在这份基金的支持下，还将PEO、胆固醇、胆酸等有生物活性的聚合物和化合物通过共价键与POMs连接，研究了杂化物的生物和药物性质；也将POMs通过共价键连接在大孔树脂的壁上，制备了杂相催化剂，能够催化氧化脱硫反应。