Page 58 - 《橡塑技术与装备》2022年4期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

RAFT 聚合驱动自组装机理研究及展望

胡佳伟，郑思珣

( 上海交通大学化学化工学院，上海 200240)

摘要 ： 聚合驱动自组装（Polymerization-induced self-assembly , PISA）是近年来发展起来的一种环境友好的、可高效制备
具有特定形貌嵌段共聚物纳米粒子的方法。聚合驱动自组装可以通过多种活性聚合的方式来实现，而本文针对 RAFT 聚合介导的
聚合驱动自组装进行了讨论。本文分为两个部分，第一部分主要介绍了聚合驱动自组装以及 RAFT 介导的聚合驱动自组装体系，
包括 PISA 基本概念的介绍、RAFT 介导的 PISA 聚合体系、聚合机理研究等内容 ；在第二部分对 RAFT 介导的聚合驱动自组装的
研究前景进行了展望。
关键词 ： 聚合驱动自组装 ；嵌段共聚物 ； RAFT 聚合 ；纳米粒子
中图分类号 ： TQ320.61 文章编号 ： 1009-797X(2022)04-0008-09
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.04.002

0 前言 或者改变 pH），这种策略制备的嵌段共聚物纳米粒子
什 么是 聚 合 驱动 自 组装？ 在 正 式引 入 聚 合驱 动 浓度很低（＜ 10%） [8~9] ；而对于聚合驱动自组装，可
自组装概念之前，应该先了解一下嵌段共聚物的自组 以在嵌段共聚物的聚合过程中高效地制备具有明确形
装。一般来说，只含有一种单体的聚合物被称为均聚 貌的高浓度（50%）的纳米粒子，另外聚合驱动自组
物，而由多种单元聚合而成的则称为共聚物。而嵌段 装的聚合反应单体、溶剂和引发方式的多选择性以及
共聚物则是指将两种或两种以上的性质不同的聚合物 温和的反应条件也是具有明显的优势。而在聚合驱动
链段连在一起制备而成的一种特殊聚合物。以 AB 型 自组装的多种活性聚合方式中，可逆加成 - 断裂链转
嵌段共聚物为例，由于嵌段共聚物不同嵌段性质的差 移（reversible addition fragmentation chain transfer,
异，因此会在溶液或者固体中发生自组装，形成具有 RAFT) 聚合被认为是一种常用的方式，因为 RAFT 聚
不同形貌结构的胶束结构，例如球状、囊泡状、蠕虫状、 合本身对聚合单体和溶剂具有更多的选择性 [10~12] 。
片状、棒状和螺旋管状等 [1~3] 。而相比于嵌段共聚物 近年来，Arms 课题组在嵌段共聚物的聚合驱动
的自组装，聚合驱动自组装则是在嵌段共聚物的聚合 自组装领域做了大量的研究工作，其重点主要集中在
过程中发生的自组装 ：例如在水体系中，以水溶性的 聚合驱动自组装新体系（单体、溶剂、引发和聚合方
聚合物嵌段 A 作为前驱体和一种相应的均聚物 B 为不 式等）的研究探索、引发和控制聚合驱动自组装过程
溶于水的水溶性单体进行聚合，随着聚合进行 B 嵌段 机理的进一步研究、聚合驱动自组装的应用新前景等
[13~15]
聚合度不断增加，当聚合度达到一个临界聚合度时， 。本文将围绕这几方面对 RAFT 活性聚合介导的
此时 B 嵌段开始不溶于水，这样在水中形成的 AB 两 聚合驱动自组装的研究进展进行介绍，并对其应用的
嵌段共聚物会因为亲疏水性质的不同而在水中进行自 前景提出展望。
组装，如图 1。而通过改变 A 和 B 嵌段的聚合度以及
控制嵌段共聚物的浓度可以制得不同形貌的共聚物纳 1 RAFT 聚合驱动自组装体系及机理研
米粒子，如球状、囊泡蠕虫等。由于这一组装过程是 究
在聚合过程中发生的，因此称为聚合驱动自组装 [4~7] 。 1.1 RAFT 聚合驱动自组装体系
相比于嵌段共聚物的自组装，聚合驱动自组装具 对于聚合驱动自组装具有很多可供选择的活性聚
有很多明显的优势 ：嵌段共聚物的自组装首先需要进
行嵌段共聚物的制备，然后在良溶剂中进行溶解，再 作者简介 ：胡佳伟（1994-），男，博士研究生在读，主要
从事嵌段共聚物聚合驱动自组装方面的研究。
将聚合物溶液加到不良溶剂中（通常需要加入共溶剂
收稿日期 ：2021-11-30
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