Formação e auto-montagem de copolímeros bloco anfifílicos com ligações covalentes dinâmicas

Zhao-lei Zhang ,  

Hao Tang ,  

Xian-deng Qiu ,  

Zi-xuan Zhang ,  

Shu-yue Fang ,  

Rong Wang ,  

摘要

O método de simulação de dinâmica de partículas dissipativas (dissipative particle dynamics, DPD) foi utilizado para investigar o comportamento de auto-montagem de copolímeros bloco anfifílicos com ligações covalentes dinâmicas. Os resultados mostram que, na presença de ligações covalentes dinâmicas, regulando as interações hidrofóbicas e as interações entre blocos, foram obtidas morfologias como multivesículas, vesículas, micelas compostas grandes e micelas esféricas. A interação hidrofóbica é a principal força motriz da auto-montagem, as interações entre blocos podem ajustar a curvatura da interface, controlando ainda mais a morfologia dos agregados; com o aumento da repulsão entre blocos, os agregados evoluem sequencialmente de micelas compostas grandes para multivesículas, vesículas e micelas. Em termos cinéticos, a concentração do sistema apresenta um efeito não monótono na taxa de formação das ligações dinâmicas, em baixas concentrações a reação é controlada pela difusão, e a taxa de formação das ligações aumenta com a concentração; quando a concentração aumenta ainda mais, os efeitos de exclusão volumétrica e as restrições espaciais aumentam, inibindo a formação posterior das ligações, apresentando assim uma faixa ótima de concentração para a formação das ligações. Além disso, foram comparados os caminhos de montagem de dois modelos iniciais, cadeias livres e blocos pré-conectados, e constatou-se que a conectividade topológica inicial afeta significativamente o processo de evolução da montagem do sistema; em comparação com o sistema de cadeias livres, a região de formação de vesículas monocamerais é significativamente ampliada no sistema de blocos pré-conectados. Os resultados fornecem uma base teórica para o design morfológico de agregados poliméricos regulados por ligações covalentes dinâmicas.

关键词

copolímeros bloco;anfifílico;ligações covalentes dinâmicas;auto-montagem;dinâmica de partículas dissipativas

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