RAFT聚合诱导自组装制备聚离子液体纳米聚集体

RAFT 聚合诱导自组装制备聚离子液体纳米聚集体聚离子液体（poly（ionic liquid）,PIL）纳米聚集体兼具离子液体和聚合物的优良性能,在催化、分离、能源等领域具有潜在的应用前景。PIL 嵌段聚合物在选择性溶剂中自组装是制备 PIL 纳米聚集体的常用方法,但其制备过程复杂、聚集体形貌调控困难。如何高效地制备形貌可控的 PIL 纳米聚集体已成为 PIL 讨论中亟待解决的关键问题之一。本论文提出通过聚合诱导自组装（polymerization-induced self-assembly,PISA）的方法制备 PIL 纳米聚集体,该方法通常采纳分散聚合,制备过程相对简单,且纳米聚集体形貌可控。主要讨论内容如下:1.论文合成了三类八种离子液体单体（乙烯基咪唑类、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类）,通过传统溶液自由基聚合合成了相应的 PIL。考察了单体及聚合物在水、乙醇、甲醇中的溶解性能,发现 3-正十二烷基-1-乙烯基咪唑鎓溴(C₁₂VIm-Br)、3-苄基-1-乙烯基-1H-咪唑-3-鎓溴（BVIB）适用于水相分散聚合。2.以 PEG-黄原酸酯为大分子链转移剂,通过水相 RAFT/MADIX 聚合诱导自组装制备了 PEG-b-P(C₁₂VIm-Br)_n纳米聚集体。讨论发现聚合度从 5 增加到 200,纳米聚集体的形貌发生棒状-分枝棒状-高度支化网络状转变;固含量从 5wt%增加到 15 wt%,短棒状聚集体变长,并发生聚集;由于纳米聚集体表面带有大量的正电荷,对盐具有响应性。3.以 PEG-黄原酸酯作为大分子链转移剂,光引发剂 HMPP 引发 IL 单体 BVIB通过 RAFT 聚合诱导自组装的方法制备出平均粒径为 180 nm的 PEG₄₅-b-PBVIB₁₁₆球形纳米聚集体。4.以 V-50 为引发剂,PEG-三硫代酯为大分子链转移剂,首次构建了一种以 Zn²⁺/乙烯基咪唑（VIM）配位作用为驱动力的 PISA 体系。讨论发现固含量为 10wt%、Zn²⁺/VIM 摩尔比为 2 时,VIM 通过RAFT 聚合诱导自组装制备出网状的 PEG₄₅-b-PVIM₅₀纳米聚集体,为聚合物纳米聚集体的制备开辟了新思路。