对称性四面体结构单元构筑温敏性理想均相网络水凝胶

目前水凝胶的合成多采用常规化学或物理交联，反应的不可控性势必造成水凝胶材料内部结构的非均相性，从而不利于精确研究材料结构与性能的关系。区别于传统水凝胶网络构筑方法，本项目拟通过对称性四面体结构单元构筑温敏性理想均相网络水凝胶。以N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）为主要原料，利用原子转移自由基活性聚合法（ATRP）制备结构清晰的线性（L-PNIPAAm）和对称性四面体结构大分子（Tetra-PNIPAAm），然后分别采用对称性四面体结构和线性小分子对上述两种大分子通过Click反应进行交联，制备水凝胶，并进一步通过多种测试手段表征水凝胶的宏观性能和内部结构的均相性。由于所得水凝胶具有理想均相性和结构清晰性，有望获得较常规方法所得材料更为优越的宏观性能（如溶胀、力学及刺激响应性）；同时还可以作为"理想网络模型"，用于精确研究材料结构-性能的相关性，为水凝胶材料的深入研究奠定理论基础。

目前水凝胶的合成多采用常规化学或物理交联，反应的不可控性势必造成水凝胶材料内部结构的非均相性，从而不利于精确研究材料结构与性能的关系。本研究旨在利用可控/活性自由基聚合制备出结构清晰的聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPA）高分子，并通过高效的Click化学反应构筑结构清晰的均相网络结构温敏性PNIPA基水凝胶，以便于精确研究材料结构-性能的相关性，为水凝胶材料的深入研究奠定理论基础。本研究成功合成了对称性端基功能化原子转移自由基聚合（ATRP）引发剂和可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）链转移剂及多种线性或四面体型端炔基与端叠氮基交联剂；并成功进行了NIPA单体的ATRP和RAFT聚合，合成了多种端基和侧基功能化的线性和四面体型PNIPA大分子；通过必要的手段对所得小分子及大分子进行了结构表征和确认。经过多种方案的实施，最终通过侧基叠氮化PNIPA大分子与端炔基小分子或大分子进行了Click交联反应，成功获得了结构清晰的PNIPA聚合物水凝胶，并详细研究了其结构对溶胀性能的影响。