利用在线空间解析的动态光散射和流动NMR用于PISA合成的块共聚合物纳米粒子的自动化尺寸定位
Peter M Pittaway1, Kudakwashe E Chingono1, Stephen T Knox1
1School of Chemical and Process Engineering, University of Leeds, Woodhouse Lane, Leeds LS2 9JT, U.K.
ACS polymers Au
|February 17, 2025
概括
自动流动反应器使得可编程合成的聚合物纳米颗粒具有可控大小,使用可逆添加-碎片化链转移 (RAFT) 分散聚合. 实时监控可确保各种应用程序的一致生产.
科学领域:
- 聚合物化学和材料科学
- 纳米技术和材料工程 材料工程
- 化学工程和工艺自动化的过程.
背景情况:
- 聚合物纳米粒子在各种领域至关重要,但在合成过程中对其尺寸的精确控制仍然具有挑战性.
- 聚合诱导自我组装 (PISA) 提供了一条通往定义良好的聚合物架构的途径.
- 可逆添加碎片化链转移 (RAFT) 分散聚合是一种关键的PISA技术.
研究的目的:
- 开发一个自动流动反应器平台,用于可控制直径的聚合物纳米粒子的可编程合成.
- 整合实时监控技术,用于过程控制和扩展.
- 为了证明平台在生产特定尺寸的纳米颗粒的实用性,用于发现,开发和制造.
主要方法:
- 通过RAFT分散聚合利用自动流动反应器系统进行聚合诱导自组装 (PISA).
- 采用直线空间分辨动态光散射 (SRDLS) 来实时测量粒子大小.
- 集成的基板核磁共振 (NMR) 光谱仪用于监测单体转换和动力学.
主要成果:
- 实现了特定直径 (50,60,70,80 nm) 的聚,N,N-二甲基烯胺) -b-聚,烯胺) (PDMAm-b-PDAAm) 纳米粒子的可编程合成.
- 通过初始训练实验,通过初始训练实验建立了共聚合物块长度和纳米粒子大小之间的关系.
- 经过实时过程监控和控制,确保在连续制造过程中产品的一致性.
结论:
- 自动流动反应器平台能够精确控制聚合物纳米粒子合成.
- 在线SRDLS和NMR为实时监控和流程优化提供关键数据.
- 该平台显示了高效发现,开发和制造聚合物纳米粒子的巨大潜力.
