疏水性聚合物两性离子：硅烷取代对溶液及界面性质的影响

《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》：Hydrophobic Polymer Zwitterions: Impacts of Silylsilane Substitution on Solution and Interfacial Properties

硅基磺两性离子聚合物通过可控自由基聚合制备，其亲脂性两性离子聚合物（HPZs）因硅烷基团主导表现出独特溶解性：不溶于水或三氟乙醇，可溶于氯仿、四氢呋喃等有机溶剂，且在溶液中形成高长径比棒状结构。薄膜态HPZs同时具有疏水性和水附着力，为替代全氟烷基物质的仿生表面涂层提供新方案。

　　

图形摘要

本文描述了一类新型两性离子的合成与表征，具体来说是硅基取代的磺基甜菜碱（SB）甲基丙烯酸酯单体及其聚合物。由此制备的疏水性两性离子聚合物（HPZs）表现出与传统两性离子聚合物相比异常的溶解性，这主要是由于疏水性基团在溶液性质中的主导作用。独特的HPZ结构导致了其独特的表面和溶液性能，包括具有亲水性的涂层以及在溶液中形成高长径比的结构。

摘要

通过合成和聚合新型硅基取代的磺基甜菜碱（SB）甲基丙烯酸酯单体，制备了一类新的两性离子聚合物两亲分子。这些硅基-SB甲基丙烯酸酯适用于可控的自由基聚合方法，从而生成了具有独特溶解性的疏水性两性离子聚合物（HPZs）。与传统的两性离子聚合物（PZs）相比，HPZs的溶解性表现出显著差异，这归因于烷基硅基团在溶液行为和表面性质中的主导作用。例如，HPZs的溶解性谱与大多数传统PZs不同——它们不溶于水溶液或三氟乙醇，但可溶于氯仿和四氢呋喃等有机溶剂。有趣的是，HPZs倾向于形成一种结构，在这种结构中，两性离子部分被屏蔽，从而表现出烷基硅基团的特性。在四氢呋喃（THF）中，小角X射线散射（SAXS）结果显示其具有高长径比（棒状或圆柱状）的结构。此外，作为薄膜时，HPZs对表面性质有显著影响，与典型的两性离子涂层相比，其疏水性和亲水性基团之间的动态相互作用使水固定在表面上。这种特性使得表面同时具有疏水性和亲水性，为正在被研究的全氟烷基物质（如PFAS）基结构提供了一种替代方案。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。