Optimization of the RAFT polymerization conditions for the in situ formation of nano-objects via dispersion polymerization in alcoholic medium

文献情報

出版日 2014-08-28
DOI 10.1039/C4PY00855C
インパクトファクター 5.582
著者

Wei Zhao, Guillaume Gody, Siming Dong, Per B. Zetterlund


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要旨

Hydrophilic polymer brushes based on poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate (P(PEGA454)) or poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (P(PEGMA475)), both having a trithiocarbonate end group, were prepared in water–dioxane (9 : 1) at 44 °C via RAFT polymerization, and subsequently used in RAFT dispersion polymerization of styrene in isopropanol at 90 °C. RAFT reaction conditions were first optimized to prepare P(PEGA454) and P(PEGMA475) macro-RAFT agents at high monomer conversions (>90%) and very low fraction of dead chains (<1%). The macro-RAFT agents were then shown to have similar efficiency in terms of reinitiating and controlling the polymerization of styrene in dispersion polymerization. Both polymer brushes allowed the preparation of well-defined amphiphilic diblock copolymers (P(PEGA454)-b-PS and P(PEGMA475)-b-PS) which self-assemble in situ into nano-objects with various morphologies. Using relatively long chain P(PEGA454) or P(PEGMA475) macro-RAFT agents (DP ≈ 75) leads to the formation of near uniform spherical nano-particles with diameters ranging from 30 to 140 nm, depending on the targeted DP of the PS block. In contrast, TEM and DLS studies demonstrated that using a shorter P(PEGA454) or P(PEGMA475) macro-RAFT agent (DP ≈ 20) enables the formation of worm-like micelles, vesicles and large compound vesicle morphologies, in addition to spheres. Cryo-TEM was used to confirm polymerization induced morphology transition, rather than morphologies obtained via self-assembly driven by selective solvent or solvent evaporation during the preparation of samples for characterization.

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掲載誌

Polymer Chemistry

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Polymer Chemistry welcomes submissions in all areas of polymer science that have a strong focus on macromolecular chemistry. Manuscripts may cover a broad range of fields, yet no direct application focus is required.

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