离散型多嵌段共聚物模块化精确合成及其自组装研究

Polymer self-assembly has been an active topic of research in polymer physics. However, due to the lack of effective synthesis methods for the multi-block polymers (two or more components), their self-assembly behaviors in bulk or solution, including unique characteristics, mechanism, phase map, have not been clearly studied up for now. By combining the modular synthesis methods and iterative growth approaches, this project proposes a precise, efficient and convenient strategy for the synthesis of discrete multi-block polymers (MBPs). Four kinds of discrete polymer synthons will be synthesized, and then linear or topological discrete MBPs could be obtained by coupling different synthons using the hydrosilylation or silylation reactions. Based on this, a symmetric study on the self-assembly of the discrete MBPs in bulk will be performed. This work will provide theoretical and experimental basis for the research on the self-assembly of MBPs.

嵌段共聚物自组装一直是高分子物理的研究热点。但关于多嵌段共聚物（多于三嵌段）自组装行为的研究稀少，对其本体及溶液中的自组装行为特征、机理、相图等尚不明确，其根本原因是由于多嵌段共聚物（两组分、三组分及多组分）的合成困难。本申请提出采用模块化合成思想，利用迭代增长法，构建精确、高效、便捷的离散型多嵌段共聚物合成策略。以迭代增长法合成多种离散低聚物为模块，并通过高效的硅氢加成反应和硅烷化反应将模块偶联，构建线性或具有复杂拓扑结构的离散型多嵌段共聚物。对所合成的离散多嵌段共聚物的本体自组装行为进行研究，构建相图，为多嵌段共聚物自组装研究提供理论和实验基础。

嵌段共聚物自组装一直是高分子物理的研究热点。由于多嵌段共聚物(两组分、三组分及多组分)的合成困难，关于多嵌段共聚物（三嵌段及其以上）自组装行为的研究稀少，机理尚不明确。此外，受传统嵌段共聚物多分散性干扰，分子参数对自组装行为影响缺乏精准定量的研究。自项目执行以来，我们基于模块化合成思想，利用迭代增长法，构建了精确、高效、便捷的离散型多嵌段共聚物合成策略，实现了分子量、分子量分布及分子对称性等分子参数的精准调控。以离散型多嵌段共聚物为模型定量研究了链长及其分布、分子对称性及拓扑结构对多嵌段共聚物自组装行为的影响，揭示了分子参数变化对自组装行为影响规律。同时，以离散型聚合物为模型定量扩展研究了结晶过程对链长的依赖关系。通过项目开展的研究工作以及取得的成果，成功实现了多嵌段共聚物的模块化精准合成，定量揭示了分子结构与自组装行为之间的关系，为多嵌段共聚物自组装以及高分子结晶研究提供理论和实验基础，同时也为新材料的开发与设计奠定了理论和实验基础。