アルコキシアミンのラジカルクロスオーバー反応

ポリマーの合成と反応

Polymer Journal volume 48、page 147–155 (2016)この記事を引用

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メトリクスの詳細

ナノ粒子上のポリマーブラシにおける側鎖の動的共有結合交換反応を実証することに成功し、交換反応後のナノ粒子のいくつかの溶媒中での分散性を調査した。 交換可能なアルコキシアミン側鎖を有するポリマーブラシは、シリカナノ粒子上の表面開始原子移動ラジカル重合によって調製されました。 フッ素化ポリマーとイオン性ポリマーは、アルコキシアミン部分のラジカル交換反応を介してポリマーブラシにグラフトされました。 交換反応の前後のナノ粒子上のポリマーブラシの化学組成を、X 線光電子分光法 (XPS) によって調査しました。 XPS 測定により、ポリマー ブラシの側鎖が対応するポリマーに変換されたことが示されました。 さらに、グラフトされた側鎖は、アルコキシアミンで処理することによるさらなるラジカル交換プロセスを通じてナノ粒子の表面から分離することができます。 XPS の結果は、脱グラフトされたポリマー ブラシの構造が元のものとほぼ同じであることを示しており、したがって反応の可逆性が実証されています。 さらに、溶液中のナノ粒子の分散性は、可逆的なグラフト反応によって変化する可能性があります。

ナノ粒子、ナノチューブ、およびナノシートは、エレクトロニクス、フォトニクス、高分子材料の強化および生物医学分野への応用のため、最近ますます研究の対象となっています。1、2、3、4 これらの応用では、特定の媒体におけるナノ材料の分散性が重要です。は重要。 したがって、ナノマテリアルの表面に官能基を導入して分散特性を変更する研究が熱心に行われてきました。 実用的なアプローチの 1 つは、ポリマー ブラシを使用した表面改質です。5、6 ポリマー ブラシの構造には、有機または無機材料に直接結合したポリマー鎖が含まれています。 したがって、修飾されたポリマー鎖はナノマテリアルの表面を覆い、垂直に伸びたポリマー鎖の立体障害によるナノマテリアルの凝集を防ぐことができます。 さらに、グラフト密度の高いポリマーブラシ 7、8、9、10、11、12 が、精密な重合技術を用いたグラフト法により合成されています 13、14、15、16。これまでに、さまざまなポリマーブラシが合成されています。ナノマテリアルの表面。17、18、19、20、21、22 さらに、変換可能な構造を備えたポリマーブラシ 23 が開発され、その特性を変更できるようになりました 24、25、26、27、28、29、30、31、 32, 33, 34, 35 たとえば、イオン性ポリマーの表面構造と特性は、溶液の pH 24, 25, 26 を変更することで変更できます。 イオン性ポリマーブラシを備えたナノマテリアルは、水中で分散状態と凝集状態の間で切り替えることができます。解決。 別の戦略は、ポリマーの相転移を利用して温度を変更してナノマテリアルを制御することです。 ポリ (N-イソプロピルアクリルアミド) ブラシを含むナノ粒子を加熱および冷却すると、分散性と構造に変化が見られます 32、33、34、35。ただし、以前に報告されたシステムのほとんどは、ブラシの構造と組成を可逆的に変更することはできません。アプリケーションを制限します。

最近、新しい特性を備えた材料を製造するために、分子設計および合成に可逆結合を使用することが研究されています36。 特に、「動的共有結合化学」として知られる可逆的な共有結合に基づく化学は、従来の方法では製造できなかった新しい分子や材料の作成を可能にするため、多くの注目を集めています。37、38、39 最も動的共有結合周囲条件下では安定ですが、加熱、化学薬品の添加、光照射などの外部刺激が加えられると、状態間の平衡が始まります。 したがって、動的共有結合を含む材料は安定ですが、さらに反応する可能性があります。 特に、動的共有結合化学の概念がポリマー材料に適用されると、再組織化可能な構造、組成、および特性を有するポリマーが設計されます40、41。