埃因霍温科技大学Angew.：通过氧化还原响应液晶沉淀聚合制备花状胶体颗粒

通讯作者：Johan P. A. Heuts；Albert P. H. J. Schenning

通讯单位：埃因霍温科技大学

埃因霍温科技大学Johan P. A. Heuts和Albert P. H. J. Schenning教授基于之前报道的通过由交联剂和苯甲酸氢键二聚体组成的近晶液晶单体混合物的沉淀聚合制备球形聚合物颗粒(Macromolecules 2019, 52, 8339-8345)基础上。

近日，该课题组使用和之前相同的苯甲酸官能化丙烯酸酯的单体混合物，但交联剂被氧化还原响应性二硫化物官能化二丙烯酸酯替代，通过一步沉淀聚合合成单分散、花状、液晶(LC)聚合物颗粒。相关工作以“Flower-like colloidal particles through precipitation polymerization of redox responsive liquid crystals”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。

图1. (a)用于制备LC聚合物颗粒的LC单体混合物(重量比1:2=10:90)。(b)在65°C下在乙酸苯酯中制备的花状颗粒的SEM(比例尺=2 µm和200nm(插图))和(c)TEM(比例尺=500 nm)。(d)花状颗粒的3D断层扫描。

要点1. 在合成过程中，通过向单体混合物中添加少量二硫化物官能化二丙烯酸酯(≤10wt%)诱导花状形状的形成。通过提高聚合温度，颗粒中分子顺序的逐渐降低，颗粒的形状可以从花状到盘状再到球形。

要点2. “花”中的颗粒大小和“花瓣”的数量主要取决于用作反应介质的溶剂环境。时间分辨TEM表明，最终粒子形态是在聚合的早期阶段形成的，随后的聚合导致粒子粒径的继续生长而不影响形态。

要点3. 通过在还原条件下破坏二硫化物基团，花状颗粒比它们的球形颗粒降解得更快，这可能是由于它们的表面积与体积比较高。

该工作引入了一种简便且可扩展的窄尺寸分布的非球形有机颗粒的制备方法，并可能导致从超疏水涂层到氧化还原响应载体系统的潜在应用。

图2. 在65°C(a)、75°C(b)、85°C(c)、90°C(d)、95°C(e)和105°C (f)条件下，在乙酸苯酯中制备的颗粒。

图3. 在65°C(a)、90°C(b)和105°C(c)下制备的颗粒的MAXS。(d)从(a)到(c)导出的MAXS 1D轮廓。一阶和二阶峰对应于3.2 nm的层间距。

图4. 在不同聚合温度和时间（比例尺=500nm）在苯乙酸酯中制备的颗粒的时间分辨TEM。

链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202111521