基于点击化学及可控自由基聚合的石墨烯表面聚合物的接枝改性

本申请拟设计含炔基的芳胺衍生物，利用含炔芳香重氮盐的自由基加成反应制备表面带有三键基团的石墨烯，再通过点击反应在还原石墨烯表面引入可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合链转移剂，最后通过石墨烯表面的RAFT聚合，在石墨烯表面制备结构可控的功能性聚合物。在研究中通过调控带有叠氮基团的RAFT链转移剂与石墨烯表面三键基团的摩尔比，利用点击反应控制石墨烯表面的RAFT链转移剂的接枝密度，从而控制聚合物的接枝密度。在聚合物修饰的石墨烯模板上还可以负载重金属纳米离子从而得到功能性纳米杂化材料。我们得到的聚合物修饰的石墨烯将是一类新型的导电纳米材料，在生物传感器、药物控制释放及生物组织工程等方面均有潜在的应用前景，本项目的研究不仅能够解决石墨烯在复合材料应用中的分散问题，而且拓宽了石墨烯的应用领域。

石墨烯因其优异的性能而受到人们极大的关注。由于石墨烯极易团聚，石墨烯表面的化学改性成为石墨烯应用的一个关键问题。本课题将点击化学与RAFT聚合相结合在石墨烯表面合成了石墨烯/PNIPAM复合材料，材料显示了可逆的温敏效应。还合成了系列叠氮端基的化合物，通过点击化学反应锚固在石墨烯片层表面。锚固在石墨烯片层表面的羟基能够进行CL单体的开环反应；锚固在石墨烯片层表面的硫醚化合物，能够络合Au纳米粒子；锚固在石墨烯片层表面的PEO大分子，使石墨烯具有良好地分散性能。对PCL/石墨烯的结晶行为进行了研究。氧化石墨烯作为石墨烯的前驱体，很容易被还原为石墨烯。氧化石墨烯表面含有大量含氧功能基团，具有双亲性质，能在油水界面稳定存在，通过简单的pickering乳液聚合方法合成了表面被氧化石墨烯片层稳定的PS胶体粒子。在氧化石墨烯表面引入自由基引发剂，合成了氧化石墨烯/P2VP纳米复合材料，通过络合效应引入了CdS纳米粒子，并对复合材料的性能作了研究；在氧化石墨烯表面引入对苯二胺，将其进行部分酰溴化，通过ATRP反应及原位氧化还原反应，在氧化石墨烯表面合成了PPEGMA及PANI混合型分子刷，极大地改善了单一聚苯胺修饰的氧化石墨烯的溶解性能。