Αυτοοργάνωση αμφίφιλων συμπολυμερών σε εκλεκτικούς διαλύτες

Abstract

Well defined amphiphilic block copolymers of ethylene oxide (EO), and 2-methacryloyloxyethyl ferrocenecarboxylate, MAEFc were prepared by atom transfer radical polymerization (ATRP). Well defined amphphilic block copolymers and amphiphilic ABA triblock copolymers of poly(ethylene oxide) (PEO) and poly(benzyl methacrylate) were prepared as well by ATRP.The synthetic procedure was monitored by size exclusion chromatography (SEC) and the copolymers were characterized using 1H NMR spectroscopy. The composition of copolymers was also determined from 1H-NMR spectra. The thermal properties of the block copolymers were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The self-assembly behavior of these amphiphilic copolymers was studied in aqueous solutions and in acetonitrile, both selective solvents for the PEO block. The formation of supramolecular structures (micelles and micellar aggregates) was revealed by Dynamic Light Scattering (DLS). The correlation functions were analyzed by the cumulant method and the CONTIN software. The hydrodynamic radius and the diffusion coefficient were calculated by aid of the Stokes-Einstein equation.

Στην παρούσα Διδακτορική διατριβή συντέθηκαν επιτυχώς δισυσταδικά συμπολυμερή πολυαιθυλενοξειδίου-b-πολυ(μεθακρυλικού φερροκενυλοκαρβοξυ-2-αιθυλεστέρα) (PEO-b-PMAEFc), δισυσταδικά συμπολυμερή πολυαιθυλενοξειδίου-b-πολυ(μεθακρυλικού βενζυλεστέρα) (PEO-b-PBnMA) και τέλος τρισυσταδικά συμπολυμερή πολυ(μεθακρυλικού βενζυλεστέρα)-b-πολυαιθυλενοξειδίου-b-πολυ(μεθακρυλικού βενζυλεστέρα) (PBnMA-b-PEO-b- PBnMA) μέσω ριζικού πολυμερισμού μεταφοράς ατόμου (Atom Tranfer Radical Polymerization, ATRP).Τα παραπάνω συμπολυμερή χαρακτηρίστηκαν με Χρωματογραφία Αποκλεισμού Μεγεθών (Size Exclusion Chromatography, SEC) και Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (Nuclear Magnetic Resonanse, 1H-NMR). Έτσι προσδιορίστηκαν τα μέσα μοριακά βάρη, η κατανομή των μοριακών βαρών και η σύσταση των συμπολυμερών. Μέσω της Θερμοσταθμικής Ανάλυσης (Thermogravimetric Analysis, TGA) και της Διαφορικής θερμιδομετρίας Σάρωσης (Differential Scanning Calorimetry, DSC) μελετήθηκε η θερμική τους αποικοδόμηση και προσδιορίστηκαν οι θερμοκρασίες υαλώδους μετάπτωσης και οι θερμοκρασίες τήξης των δισυσταδικών και τρισυσταδικών συμπολυμερών σε σχέση με τα αντίστοιχα ομοπολυμερή. Τέλος μελετήθηκε η αυτοοργάνωση των παραπάνω συμπολυμερών σε εκλεκτικούς διαλύτες (νερό και ακετονιτρίλιο) ως προς τη μια συστάδα (πολυαιθυλενοξείδιο) μέσω της δυναμικής σκέδασης φωτός και επιβεβαιώθηκε ο σχηματισμός μικκυλίων και μικκυλιακών συσσωματωμάτων. Ακολούθως προσδιορίστηκε η υδροδυναμική ακτίνα και ο συντελεστής άπειρης αραιώσης των παραπάνω μικκυλιακών δομών.