[发明专利]一种长度可控的液晶嵌段共聚物胶束及其制备方法

说明书

本发明提供了一种两嵌段聚合物纳米胶束，所述胶束中两嵌段聚合物为聚2‑乙烯基吡啶‑b‑聚2‑(全氟辛基)甲基丙烯酸乙酯(即P2VP‑b‑PFMA)，所述胶束由嵌段共聚物P2VP‑b‑PFMA、苯基溴化硒以及4‑二甲氨基吡啶，分散在异丙醇中，加热后冷却，制备获得。本发明在制备述两嵌段聚合物纳米胶束中加入4‑二甲氨基吡啶作为助催化剂以后，能够精确地控制形成胶束的尺寸，且使其粒径分布更为集中，且实验周期短，且步骤简单，可重复性好，生产成本较低，利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及表面修饰功能性微纳米结构技术领域，具体涉及一种长度可控的液晶嵌段共聚物胶束及其制备方法。

背景技术

生物系统中普遍存在的多层次精细结构精确合成，吸引了材料科学家的想象力，努力模仿自然发生系统的复杂性、同质性和多功能性。近年来，现有技术已经发现了一些制备具有精细结构纳米材料的方法，例如，巨大的两亲分子的固态聚集以形成有序形态；控制纳米颗粒的结晶以生成超晶格，晶体嵌段共聚物的外延生长以产生奇异的纳米结构；定向组装片状胶体纳米颗粒以构建多维层次结构；通过DNA折纸等纳米工程形成复杂形状等。目前，两亲性结晶嵌段共聚物的活性结晶驱动自组装(CDSA)方法最近成为在选择性溶剂中制备1D和2D胶束结构的有前途和通用的方法。特别是，活性CDSA类似于分子单体的“活”共价聚合，允许对于形状和尺寸可预测且具有实质复杂性的明确胶束，该方法已用于从各种可结晶嵌段共聚物和p-共轭物制备复合胶束两亲生物。活性CDSA方法的关键概念是借鉴聚合物结晶领域的种子生长和自动播种。在自晶种过程中，当含有不同结晶度区域的聚合物晶体加热到其表观熔融/溶解温度以上时，具有较高结晶度的结晶体仍然存在，冷却后，这些存活的核可以启动这些核的生长溶解聚合物，产生更大的晶体。这种方法可以从均聚物和嵌段共聚物中生成均匀的聚合物晶体。

但是，目前现有结晶性嵌段共聚物溶液自组装方法难以直接控制胶束尺寸，通过自组装-超声-再生长的方式可以对柱状胶束形貌和尺寸进行有效控制，但是其方法周期长、步骤多、批次之间的尺寸差异较大，制备成本较高。

发明内容

为克服现有技术缺陷，本发明提供了一种两嵌段聚合物纳米胶束，所述两嵌段聚合物为聚2-乙烯基吡啶-b-聚2-(全氟辛基)甲基丙烯酸乙酯(P2VP-b-PFMA)；

进一步的，所述胶束为圆柱状；

进一步的，所述两嵌段聚合物纳米胶束的长度为340～4600nm；

进一步的，所述聚2-乙烯基吡啶-b-聚2-(全氟辛基)甲基丙烯酸乙酯的分子量27000～60000g/mol；

进一步的，所述两嵌段聚合物纳米胶束中，聚2-乙烯基吡啶：聚2-(全氟辛基)甲基丙烯酸乙酯物质的量之比为1～10:1；优选的，聚2-乙烯基吡啶：聚2-(全氟辛基)甲基丙烯酸乙酯物质的量之比为1.7：1；

本发明的第二方面提供了上述任一种两嵌段聚合物纳米胶束的制备方法，包括：由嵌段共聚物P2VP-b-PFMA、苯基溴化硒以及4-二甲氨基吡啶，分散在脂肪醇中，加热后冷却，即得；

进一步的，所述嵌段共聚物P2VP-b-PFMA：苯基溴化硒质量之比为100:0.06～9；随着嵌段共聚物P2VP-b-PFMA与苯基溴化硒质量之比在上述范围内变化，能够制备获得不同长度的嵌段共聚物胶束，分布在340～4600nm；

进一步的，所述苯基溴化硒：4-二甲氨基吡啶的质量之比为10：5～0.5；更进一步的，所述苯基溴化硒：4-二甲氨基吡啶物质的量之比为10：1；

进一步的，所述嵌段共聚物P2VP-b-PFMA在脂肪醇中的质量浓度范围为1.0～0.01mg/mL；更进一步的，所述嵌段共聚物P2VP-b-PFMA在异丙醇中的质量浓度为0.1mg/mL；

进一步的，所述脂肪醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇中的任意一种或几种；优选异丙醇；