Наноструктуровані A—b—B—b—A триблок-кополімери з гідрофільними хемічно комплементарними компонентами

Abstract

Досліджено структурні особливості триблок-кополімерів (TБК) ПАА—b—ПЕО—b—ПАА, що здатні до формування водневозв’язаних внутрішньомолекулярних полікомплексів (ІнтраПК), яких синтезовано вільнорадикальною блок-кополімеризацією поліакриламіду з поліетиленгліколями різної молекулярної маси МПЕО. Виявлено мікрофазовий розподіл в аморфних областях структури TБК з високими МПЕО. Доведено, що основна причина цих ефектів – комплексоутворення блоків ПEO і ПAA за рахунок водневих зв’язків. На основі дослідження методами ширококутнього розсіяння Рентґенових променів (WAXS) і малокутнього розсіяння Рентґенових променів (SAXS) морфології їх блочної структури встановлено, що має місце повне руйнування кристалічної структури ПЕО в TБК з MvПЕО < 4⋅10⁴ і різке зниження ступеня кристалічности ПЕО з MvПЕО ≥4⋅10⁴, яке обумовлено комплексоутворенням блоків ПЕО і ПАА. Виконано комп’ютерне моделювання профілів SAXS, що ґрунтується на підході Beaucage.

Triblock copolymers (TBC) of PAAm—b—PEO—b—PAAm forming the intramolecular polycomplexes (IntraPCs) with the hydrogen-bonded polymer components are fabricated by the free-radical block copolymerization of polyacrylamide with poly(ethylene glycols) of different molecular weight (МPEO). Microphase separation in amorphous regions of TBC structure at high values of МPEO is revealed. As shown, the main cause of the effects observed is the complex formation of PEO and PAA blocks by hydrogen bonds. The morphology of their block structure is investigated using WAXS and SAXS methods. There are a complete failure of the crystal structure of PEO in TBCs atMvPEO < 4⋅10⁴ and a sharp reduction in PEO crystallinity at MvPEO ≥ 4⋅10⁴ that is caused by the complexation of PEO and PAAm blocks. The computer modelling of the data on SAXS profiles is carried out and based on the Beaucage approach.

Исследованы структурные особенности триблок-кополимеров (ТБК) ПАА—b—ПЕО—b—ПАА, способных к формированию водородносвязанных внутримолекулярных поликомплексов (ИнтраПК), которые были синтезированы свободнорадикальной блок-кополимеризацией полиакриламида с полиэтиленгликолями различной молекулярной массы МПЕО. Выявлено микрофазовое разделение в аморфных областях структуры ТБК с высокими МПЕО. Показано, что основная причина наблюдаемых эффектов – комплексообразование блоков ПЕО и ПАА за счёт водородных связей. На основе исследования методами WAXS и SAXS морфологии их блочной структуры было установлено, что имеет место полное разрушение кристаллической структуры ПЕО в ТБК с MvПЕО < 4·10⁴ и резкое снижение степени кристалличности ПЕО c MvПЕО ≥ 4⋅10⁴, которое обусловлено комплексообразованием блоков ПЕО и ПАА. Выполнено компьютерное моделирование профилей SAXS, основанное на подходе Beaucage.