北京大学于海峰&北京化工大学杨万泰Macromolecules：带电荷端基的偶氮羧酸嵌段聚合物具有特殊的热响应行为

【引言】

在过去的几十年中，材料科学家们都忽略了聚合物的端基效应，比如天然橡胶因为端基的效应，相对于合成橡胶拥有更好的性能。在二十世纪八十年代和九十年代，阴离子和不同金属对遥爪聚合物物理性质的影响被Teyssie和Jerome课题组发现。除了聚合物固体，这类端基效应在聚合物溶液领域也吸引了广泛的注意。比如，拥有不同端基的ABA型三嵌段共聚物具有不同的溶液-凝胶转换行为。

【成果简介】

偶氮羧酸是一种特殊的功能基团，它集液晶的自组装特性与偶氮苯基团的光响应于一身，同时其聚合物可以在有机溶剂中可以自组装成液晶凝胶（Journal of Materials Chemistry 2010, 20, 3610-3614），无论是均聚物还是嵌段共聚物都具有聚集诱导荧光增强的特性（Polymer, 2016, 97,533-542；Polymer Chemistry 2015, 6(2), 270-277）。近日，北京大学于海峰教授与北京化工大学的杨万泰院士课题组，报道了一种基于PNIPAm、含有羧基偶氮基团的双嵌段共聚物，由于含有带电荷的端基而具有的特殊的热响应行为。加热时，离子化的端基可以防止嵌段共聚物的相分离，导致浊点的消失。当胶束溶液在50℃下保存2h后，胶束溶液以带电荷端基稳定的大胶束为转化态，表现出从胶束到囊泡的形态转变。这种形态转变可归结于带电荷端基稳定和PNIPAm亲疏水平衡变化的共同作用结果。该成果以题为"Charged End-Group Terminated Poly(N-isopropylacrylamide)-b-poly(carboxylic azo) with Unusual Thermoresponsive Behaviors"发表在Macromolecules上。

【图文导读】

图1嵌段共聚物在不同pH水溶液中的热响应性质

图2嵌段共聚物BC-CPDB和BC-DDTA的化学位移随温度的变化

图3化学位移3.8和1.1ppm的核磁强度随温度的变化和两种嵌段共聚物在550nm处的吸收强度随温度的变化

图4BC-DDTA在不同状态下的TEM图和胶束到囊泡转换示意图

图5金属离子对嵌段共聚物热响应性质的影响

【小结】

在这个工作中，作者设计了一种基于PNIPAm、含有羧基偶氮基团的双嵌段共聚物，由于含有带电荷的端基而具有的特殊的热响应行为。加热时，离子化的端基可以防止嵌段共聚物的相分离，导致浊点的消失。当胶束溶液在50℃下保存2h后，胶束溶液以带电荷端基稳定的大胶束为转化态，表现出从胶束到囊泡的形态转变。这种形态转变可归结于带电荷端基稳定和PNIPAm亲疏水平衡变化的共同作用结果。这个工作为后续刺激响应聚合物的设计提供了一种新的方法。

文献链接：Charged End-Group Terminated Poly(N-isopropylacrylamide)-b-poly(carboxylic azo) with Unusual Thermoresponsive Behaviors(Macromolecules, 2018, 10.1021/acs.macromol.7b02640)

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