通过单步沉淀聚合法合成的热响应共聚物微胶体：随机结构还是块结构？
软凝聚态物质
2025-08-07 v1
摘要
聚合物颗粒的内部结构在决定其相行为和功能性方面起关键作用，支配其机械性能及其物理化学相互作用。对于热响应微胶体，即由交联聚合物网络组成的颗粒，其在温度变化时发生体积变化，结构控制对于调制材料响应性并拓宽其应用范围至关重要。本文综合研究了 P(NIPAM-co-NIPMAM) 共聚物微胶体的内部结构，结合小角中子散射（SANS）、动态光散射（DLS）和核磁共振（NMR）测量与多尺度模拟。通过合成不同样品，我们探讨了微胶体的膨胀行为，揭示了各单体的独特特征。为阐明其内部分布，我们进行了不同共聚物模型的单分子分辨率微胶体模拟。在不同中子选择条件下，直接比较实验和数值形状因子，提供了微胶体倾向于形成块结构而非随机排列的证据。这些结果经 -NMR 验证，后者显示出 NIPAM 块的明确存在，而其余单体呈更随机的排列；而原子分辨率分子动力学模拟亦如此发现，进一步阐明了氢键能力随局部环境而异的可能原因。这些发现提供了 P(NIPAM-co-NIPMAM) 微胶体内部结构的详细微观图景，揭示了意想不到的结构组织方式，可能推广到其他共聚物体系，并为微胶体设计和提升材料响应性控制提供了前景。
引用
@article{arxiv.2508.04246,
title = {Thermoresponsive copolymer microgels synthesized via single-step precipitation polymerization: random or block structure?},
author = {Letizia Tavagnacco and Elena Buratti and Jacopo Vialetto and Francesco Brasili and Elisa Ballin and Kuno Schwärzer and Jitendra Mata and Graziano Di Carmine and Monica Bertoldo and Ester Chiessi and Marco Laurati and Emanuela Zaccarelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04246},
year = {2025}
}