在平衡融化条件下,纳米尺度相分离在混合的聚三乙烯酸/聚烯刷子上化物纳米颗粒

科学领域:

• 聚合物化学 聚合物化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 将精确定义的聚合物刷接入纳米粒子表面对于量身定制的材料特性至关重要.
• 了解聚合物刷中的微相分离是控制纳米尺度形态的关键.
• 混合聚合物刷具有复杂的自我组装行为,受链架构和基板曲率的影响.

研究的目的:

• 为了研究对称混合聚三乙烯酸/聚乙烯 (PtBA/PS) 刷在纳米颗粒上的微相分离行为.
• 为了确定分子重量对这些聚合物刷在平衡融化条件下的相分离的影响.
• 为了比较实验观测与理论预测的横向与垂直相位分离.

主要方法:

• 使用原子转移激素聚合和由氧化物介导的激素聚合从一个共同的启动器合成混合PtBA/PS刷.
• 在150°C的真空下,聚合物刷在纳米颗粒上的热化.
• 使用差分扫描热量计 (DSC) 进行热过渡和传输电子显微镜 (TEM) 进行形态分析.

主要成果:

• 具有较高分子重量的混合PtBA/PS刷 (Mn ≈24,200 g/mol为PtBA,23,000 g/mol为PS) 在表面显示侧向微相分离成类似的图案 (~10 nm特征大小).
• 较低分子量刷 (Mn ≈ PtBA 的 10,400 g/mol,PS 的 11,900 g/mol) 没有表现出可观察到的微相分离.
• 通过DSC检测出两个不同的玻璃过渡,用于相隔较高分子量刷.

结论:

• 在曲基板上的对称混合聚合物刷可以经历横向微相分离,这与平面系统的理论模型相一致.
• 分子重量在决定这些移植聚合物系统中微相分离的发生和形态学方面发挥着至关重要的作用.
• 这些发现为纳米颗粒上的聚合物刷的自组装提供了洞察力,这与先进材料设计有关.