聚电解质-表面活性剂复合物(PSC)因其特有的纳米有序结构及物理稳定性,已成为构筑纳米有序结构和制备特定功能高分子材料的新途径。为了进一步揭示这种纳米有序结构的形成规律及其对PSC中高分子主体的功能特性的影响,拟采用具有独特的氧化还原性质的聚二茂铁硅烷聚电解质与各种不同类型和结构的表面活性剂进行自组装,研究聚电解质和表面活性剂的特性对PSC的纳米有序结构的影响,从中探索PSC纳米有序结构形成的规律,得到特定有序堆砌结构PSC的设计原则与制备方法;研究不同有序堆砌结构PSC的热力学性质以及氧化还原等电化学性能,揭示复合物的氧化还原等电化学性能与不同纳米有序微相分离结构之间的内在关系,实现对PSC的纳米有序结构与氧化还原性能的主动调控。本项目对于进一步认识高分子体系相互作用与有序结构的形成、把握高分子不同尺度有序聚集态结构与性能关系、指导新型PSC功能高分子材料的制备等具有十分重要的科学意义。
本项目我们首先制备了一系列非等摩尔比的支化聚乙烯亚胺-全氟辛酸复合物,发现随着全氟辛酸的改变,复合物可形成单层堆砌和双层排列两种介相结构,且具有较低的表面能.另外,我们对非等摩尔比的支化和线型聚乙烯亚胺与硬脂酸复合物进行了比较研究,发现在几乎相同摩尔比的两种复合物中,OA尾链排列成交指形的单层,分别形成六方结晶和三斜结晶,并形成SmB热致液晶态.但前者的清亮点稍高于后者.此外,我们还制备了一系列聚苯乙烯磺酸钠-二茂铁表面活性剂复合物,发现固态复合物中二茂铁基团形成了H-聚集,其氧化还原活性随烷基尾链长度而变化.我们还首次制备了一系列侧链结晶结构的聚二茂铁硅烷聚电解质-树枝状两亲分子复合物.发现复合物呈典型的层状结构,随着烷基尾链的增加,序度提高,熔点增加.我们还首次合成了带香豆素侧基的光响应的聚二茂铁硅烷,发现随着其光二聚和光解聚反应的进行,其氧化还原行为呈几乎可逆的变化.以上结果表明,高分子的拓扑结构以及两亲分子与高分子的摩尔比均可以有效地调控复合物的纳米结构、结晶/液晶态以及物理性质等.研究结果有助于进一步认识高分子体系相互作用对形成纳米有序结构的影响.