一、核心自組裝原理

二、主要自組裝制備方法

1. 溶劑置換法（Solvent Displacement Method）

• 原理：
  先將 PtBA-b-PS 溶于 “良溶劑"（能同時溶解 PtBA 和 PS 的溶劑，如四氫呋喃 THF、二氯甲烷 DCM），形成均一溶液；再向該溶液中緩慢加入 “不良溶劑"（僅溶解親水段 PtBA、不溶解疏水段 PS 的溶劑，如去離子水），隨著不良溶劑比例升高，PS 鏈段溶解度急劇下降，通過疏水作用自發(fā)聚集形成膠束核，PtBA 鏈段則在水相中成殼并溶解，穩(wěn)定膠束。
• 關鍵步驟：

1. 共聚物溶解：將 PtBA-b-PS 粉末溶于 THF（或 DCM），攪拌至溶解（濃度通常為 1-10 mg/mL，濃度過高易導致膠束團聚）；

2. 不良溶劑添加：在磁力攪拌下（轉速 500-800 rpm），以緩慢速率（如 0.1-1 mL/min）向良溶劑溶液中滴加去離子水（水的終體積分數(shù)通常為 70%-90%）；

3. 溶劑去除：通過旋轉蒸發(fā)或透析（截留分子量需大于共聚物分子量）去除殘留的良溶劑（THF/DCM），得到純水溶液中的 PtBA-b-PS 膠束。

• 注意事項：

• 滴加速率是關鍵：水滴加速率過快會導致局部水濃度驟升，PS 段快速聚集形成大尺寸團聚體；過慢則效率低，需平衡。

• 良溶劑選擇：需確保對 PtBA（極性）和 PS（非極性）均有良好溶解性，常見除 THF、DCM 外，還可選用 N,N - 二甲基甲酰胺（DMF），但 DMF 與水互溶，需控制殘留量。

2. 薄膜水化法（Film Hydration Method）

• 原理：
  先將 PtBA-b-PS 溶于良溶劑，通過旋轉蒸發(fā)去除溶劑，使共聚物在容器壁形成均勻的 “聚合物薄膜"；再加入選擇性溶劑（去離子水），通過攪拌或超聲使薄膜溶脹、脫落并自組裝 ——PS 段在水中不溶，聚集為核，PtBA 段溶解為殼，形成膠束。
• 關鍵步驟：

1. 薄膜制備：將 PtBA-b-PS 的 THF/DCM 溶液加入圓底燒瓶，在 30-40℃、減壓條件下旋轉蒸發(fā)（轉速 50-100 rpm），直至溶劑去除，燒瓶內壁形成透明均勻的聚合物薄膜（避免局部殘留溶劑導致薄膜不均）；

2. 水化過程：向燒瓶中加入預溫（25-37℃，加速薄膜溶解）的去離子水，磁力攪拌（或超聲 10-30 min，功率 100-300 W），使薄膜分散并自組裝；

3. 過濾純化：通過 0.22 μm 濾膜過濾，去除未分散的薄膜碎片，得到均一膠束溶液。

• 注意事項：

• 薄膜均勻性：若旋轉蒸發(fā)時轉速過快或溫度過高，可能導致薄膜局部堆積或降解，需控制工藝參數(shù)；

• 水化條件：超聲功率不宜過高，避免破壞膠束結構；攪拌時間需足夠（通常 1-2 h），確保薄膜溶解。

3. 透析法（Dialysis Method）

• 原理：
  將 PtBA-b-PS 的良溶劑溶液裝入透析袋（截留分子量 MWCO 需為共聚物分子量的 1/3-1/10，防止共聚物流失），置于大量選擇性溶劑（去離子水）中，通過滲透作用，良溶劑（如 THF）緩慢向袋外擴散，袋內水濃度逐漸升高，觸發(fā) PS 段聚集自組裝為膠束，PtBA 段成殼穩(wěn)定。
• 關鍵步驟：

1. 裝樣：將 PtBA-b-PS 的 THF 溶液（濃度 5-15 mg/mL）裝入透析袋，密封后置于盛有去離子水的燒杯中（水體積為袋內溶液的 50-100 倍）；

2. 透析過程：在室溫下攪拌透析，每 4-6 h 更換一次去離子水（共更換 3-5 次），確保袋內良溶劑殘留量低于 1%；

3. 收集：取出透析袋內溶液，離心（3000-5000 rpm，10 min）去除少量團聚體，得到純膠束溶液。

• 注意事項：

• 透析袋選擇：需提前用去離子水煮沸透析袋（10-15 min），去除表面雜質和防腐劑；

• 溶劑交換速率：透析溫度（如 25℃）和攪拌速率（200-300 rpm）需穩(wěn)定，避免速率過快導致膠束尺寸不均。

4. 乳液法（Emulsion Method）

• 原理：
  以 PS 的良溶劑（如甲苯、環(huán)己烷，作為 “油相"）溶解 PtBA-b-PS，形成油相；以 PtBA 的良溶劑（去離子水，作為 “水相"）加入乳化劑（如十二烷基硫酸鈉 SDS、吐溫 80）；通過高速攪拌或超聲使油相分散為微小液滴，PtBA 段傾向于向水相（連續(xù)相）擴散，PS 段則留在油相液滴內，最終形成以 PS 為核、PtBA - 乳化劑復合物為殼的膠束。
• 關鍵步驟：

1. 油相制備：將 PtBA-b-PS 溶于甲苯（濃度 10-20 mg/mL），攪拌至溶解；

2. 水相制備：向去離子水中加入乳化劑 SDS（濃度 0.1%-1%），攪拌至溶解；

3. 乳化過程：將油相緩慢加入水相，在高速攪拌（1000-2000 rpm）或超聲（300-500 W，15-30 min）下形成穩(wěn)定乳液；

4. 去除油相：通過旋轉蒸發(fā)（低溫 40-50℃，避免共聚物降解）去除甲苯，得到水相膠束溶液。

• 注意事項：

• 乳化劑選擇：需避免乳化劑與共聚物發(fā)生相互作用（如電荷吸附），后續(xù)可通過透析去除殘留乳化劑；

• 乳化強度：高速攪拌或超聲需控制時間，防止過度剪切破壞膠束結構。