Αυτοοργάνωση σε διαλύματα αμφιφιλικών συμπολυμερών κατά συστάδες βασισμένα σε πολυαιθυλενοξείδιο

Abstract

Anionic polymerization is the oldest known controllable polymerization methodologyleading to well defined macromolecules. It has been also successfully used for thesynthesis of amphiphilic block copolymers –AmBC, a group of functional copolymerswhich exhibit interesting self-assembly characteristics and great potentials forapplications in several technological fields. The use of mild/moderate and effective postpolymerization chemical functionalization reactions to block copolymers has increasedthe synthetic capabilities of the anionic polymerization methodologies, regarding thecreation of plethora of AmBC. In the current dissertation, a review of the work that hasbeen carried out in the field for the past ten years is attempted, the synthesis andcharacterization of novel amphiphilic block copolymers based on poly(ethylene oxide)are presented as well as their self-assembly characteristics in aqueous solutions. In thefirst system, the insertion of polar groups in poly (isoprene -b- ethylene oxide)copolymer is attempted in order to change the hydrophilicity of one block and the studyof the clusters formed in aqueous solutions. In the second system, the insertion offluorinated groups in poly (isoprene -b- ethylene oxide) is attempted with a view tochanging the hydrophobicity of one block and the study of the clusters formed inaqueous solution and in the presence of a surfactant. In the third system, poly (ethyleneoxide -b- ε - caprolactone) copolymer is synthesized and studied both in aqueoussolutions and in the presence of a surfactant.

Ο ανιοντικός πολυμερισμός είναι η παλαιότερα γνωστή ελεγχόμενη μεθοδολογίαπολυμερισμού που οδηγεί σε καλά καθορισμένα μακρομόρια. Έχει επίσηςχρησιμοποιηθεί, με αρκετή επιτυχία, για τη σύνθεση αμφίφιλων συμπολυμερών κατάσυστάδες (amphiphilic block copolymers -AmBC), μια ομάδα λειτουργικώνσυμπολυμερών τα οποία έχουν ενδιαφέρουσες ιδιότητες αυτό-οργάνωσης και μεγάλεςδυνατότητες εφαρμογών σε διάφορα τεχνολογικά πεδία. Η χρήση ήπιων καιαποτελεσματικών αντιδράσεων χημικής τροποποίησης μετά τον πολυμερισμό σταπολυμερή κατά συστάδες έχει ουσιαστικά αυξήσει τις συνθετικές δυνατότητες τωνμεθοδολογιών ανιοντικού πολυμερισμού, ως προς τη δημιουργία πληθώρας AmBC.Στην παρούσα διδακτορική διατριβή γίνεται ανασκόπηση της δουλειάς που έχειπραγματοποιηθεί σε αυτές τις κατευθύνσεις τα τελευταία δέκα χρόνια και παρουσιάζεταιη σύνθεση και ο χαρακτηρισμός τριών νέων αμφίφιλων συμπολυμερών κατά συστάδεςβασισμένα στο πολυ(αιθυλενοξείδιο) καθώς μελετώνται και οι ιδιότητες αυτο-οργάνωσής τους σε υδατικά διαλύματα. Στο πρώτο σύστημα γίνεται προσπάθειαεισαγωγής πολικών ομάδων στο συμπολυμερές πολυ (ισοπρένιο-b- αιθυλενοξείδιο) μεσκοπό την αλλαγή της υδροφιλικότητας της μιας συστάδας και την μελέτη τωνσυσσωματωμάτων που δημιουργούνται σε υδατικά διαλύματα. Στο δεύτερο σύστημαγίνεται προσπάθεια εισαγωγής φθοριωμένων ομάδων στο συμπολυμερές πολυ(ισοπρένιο-b- αιθυλενοξείδιο) με σκοπό την αλλαγή της υδροφοβικότητας της μιαςσυστάδας και την μελέτη των συσσωματωμάτων που δημιουργούνται σε υδατικάδιαλύματα και με την παρουσία επιφανειοδραστικής ένωσης. Στο τρίτο σύστημασυντίθεται το συμπολυμερές πολυ (αιθυλενοξείδιο-b-ε- καπρολακτόνη) με σκοπό τηνμελέτη τους σε υδατικά διαλύματα αλλά και με την παρουσία επιφανειοδραστικήςένωσης.