Радикальные реакции кроссовера алкоксиамина

Синтез полимеров и реакции

Polymer Journal, том 48, страницы 147–155 (2016 г.) Цитировать эту статью

1075 Доступов

9 цитат

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Были успешно продемонстрированы динамические реакции ковалентного обмена боковых цепей в полимерных щетках на наночастицах, а также исследована диспергируемость наночастиц после реакций обмена в некоторых растворителях. Полимерную щетку со сменными алкоксиаминовыми боковыми цепями получали путем радикальной полимеризации с переносом атома, инициируемой поверхностью, на наночастицах диоксида кремния. Фторированные и ионные полимеры были привиты к полимерной щетке посредством реакций радикального обмена алкоксиаминных фрагментов. Химический состав полимерных щеток на наночастицах до и после реакций обмена исследован методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). Измерения РФЭС показали, что боковые цепи полимерных щеток превратились в соответствующие полимеры. Кроме того, привитые боковые цепи могут быть отделены от поверхности наночастиц посредством дальнейшего процесса радикального обмена путем обработки алкоксиаминами. Результаты РФЭС показывают, что структура кисточки из депривитого полимера практически такая же, как и исходная, что демонстрирует обратимость реакций. Кроме того, дисперсность наночастиц в растворе может быть изменена за счет обратимых реакций прививки.

Наночастицы, нанотрубки и нанолисты в последнее время стали предметом все большего количества исследований из-за их применения в электронике, фотонике, армировании полимерных материалов и биомедицинских областях. это важно. Соответственно, были проведены интенсивные исследования по внедрению функциональных групп на поверхность наноматериалов для модификации их дисперсионных свойств. Одним из практических подходов является модификация поверхности с помощью полимерных щеток.5, 6 Структура полимерной щетки содержит полимерные цепи, непосредственно прикрепленные к органическим или неорганическим материалам. Следовательно, модифицированные полимерные цепи могут покрывать поверхность наноматериалов и предотвращать их агрегацию за счет стерических затруднений перпендикулярно вытянутых полимерных цепей. Кроме того, методом прививки с применением точных технологий полимеризации синтезированы полимерные щетки с высокой плотностью прививки7, 8, 9, 10, 11, 12.13, 14, 15, 16 К настоящему времени получены различные полимерные щетки на основе поверхность наноматериалов.17, 18, 19, 20, 21, 22 Кроме того, были разработаны полимерные щетки с трансформируемой структурой23, позволяющие изменять их свойства.24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 Например, структуру поверхности и свойства ионных полимеров можно изменить, изменив pH раствора. 24, 25, 26 Наноматериалы с ионными полимерными щетками можно переключать между дисперсным и агрегированным состоянием в водной среде. решение. Другая стратегия — изменить температуру для управления наноматериалами, используя фазовый переход полимера; когда наночастицы с щетками из поли(N-изопропилакриламида) нагреваются и охлаждаются, они демонстрируют изменения в своей дисперсности и структуре.32, 33, 34, 35 Однако большинство ранее описанных систем не могут обратимо изменять структуру и состав щеток, ограничение их применения.

Недавно было изучено использование обратимой связи для молекулярного дизайна и синтеза36 для изготовления материалов с новыми характеристиками. В частности, большое внимание привлекла химия, основанная на обратимых ковалентных связях, известная как «динамическая ковалентная химия», поскольку она позволяет создавать новые молекулы и материалы, которые невозможно получить традиционными методами.37, 38, 39 Большинство динамических ковалентных связей стабильны в условиях окружающей среды, а при воздействии внешних раздражителей, таких как нагревание, химические добавки или световое облучение, начинают уравновешиваться между состояниями. Следовательно, материалы, содержащие динамические ковалентные связи, стабильны, но могут реагировать дальше. В частности, когда концепция динамической ковалентной химии применяется к полимерным материалам,40,41 создаются полимеры, имеющие реорганизуемую структуру, состав и свойства.