聚合物刷及其接枝方法
聚合物刷是由聚合物链组成的超薄聚合物涂层，其一端拴在材料基底上，具有较高的接枝密度和厚度，呈现刷型构象。聚合物刷修饰改性是当前最有效的材料改性技术之一。其优势在于既可以保留材料的原有理化性质，同时由于聚合物刷自身可控的化学结构、密度和厚度，又可以赋予材料其它优异的性能，比如摩擦力、粘附力、生物相容性、润湿性和亲疏水性等。根据聚合物刷链所连接的基底类型，聚合物刷可形成一维（1D）、二维（2D）和三维（3D）聚合物刷（图1）。目前，聚合物刷型材料已大量应用于组织工程、生物医学、分离科学等领域。
图1 聚合物刷的类型
Fig. 1 Types of polymer brushes
聚合物刷的接枝方法
聚合物刷的接枝方法主要包括“Grafting to”、“Grafting through”和“Grafting from”法（图2）。
图2 聚合物刷的接枝策略：（A）“grafting-to”;（B）“grafting-from”;（C）“grafting-
through”[54]
Fig. 2 The grafting strategy of polymer brushes: (A) “grafting-to”; (B) “grafting-from”; (C) “grafting-through”
“Grafting to”是通过将已合成的聚合物与材料表面互补基团进行反应进而得到聚合物刷材料的接枝方法，这种方法的优点是可以在反应之前对所合成的聚合物进行全面精确的表征，可以制备具有明确分子量和分子量分布的聚合物，是制备聚合物刷的传统方法，但是该法的缺点是随着反应的进行，由于聚合物自身空间位阻的影响，会导致接枝率降低以及聚合物刷层的密度和厚度不均匀等问题。虽然通过加大聚合物的投料量可以提高接枝率，但是这也会导致反应后处理变得困难，因此“Grafting to”法应用相对较少。
“Grafting through”是基于材料表面附着的单体基团，与溶液中生成的聚合链进行共聚合的一种接枝方法，通常是溶液中的聚合物链先开始生长，然后在此过程中，表面附着单体基团也参与聚合，最终形成聚合物刷层。该方法的优点在于改变了聚合反应期间溶液中单体浓度总是大于材料表面附近单体浓度的问题，一定程度上解决了长链更长、短链更短的问题，从而可获得低分散性和高接枝密度的聚合物刷。其缺点在于该法的接枝机理尚未完全明确，有待进一步的研究。
“Grafting from”是将引发剂固定于材料表面，之后原位生成聚合物刷的方法，也叫做表面引发聚合法。该方法的优点在于可以很好地控制聚合物刷的密度、厚度和结构，缺点在于需要先将引发剂固定于材料表面以及表征存在一定的难度。“Grafting from”法克服了“Grafting to”和“Grafting through”法共同的空间位阻问题，因此当前材料表面接枝聚合物刷应用最为广泛的是“Grafting from”法。
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