反相双连续结构因其高比表面积和孔径可调的优势，在催化、药物释放等应用领域表现优异。多种自组装手段已实现反相双连续结构的有效制备。然而，通过自组装制备的聚合物反相双连续结构在复杂的环境中难以保持结构稳定性，制约了其实际应用。
在前期的工作中，北京航空航天大学陈爱华课题组针对反相双连续结构的制备和形成机理进行了一系列的研究。通过将稳定链段以单链的形式折叠，减小界面面积a0，从而增大堆积参数，在溶液自组装和聚合诱导自组装体系中都成功扩大了反相双连续结构的相区（ACS Macro Lett. 2021, 10, 603-608；Polym. Chem. 2024, 15, 733-741）。此外，在稳定链段后引入疏水性低聚物，利用其共轭作用提高了疏水单体的转化率，促进了反相双连续结构的形成（Macromol. Rapid Commun. 2025, 46, 2400891）。
图1 “成形-分离-交联”分步策略制备交联反相双连续结构的路线
最近，该课题组提出了一种采用分步策略制备聚苯乙烯基交联反相双连续结构聚合物粒子的有效方法，即通过聚合诱导自组装制备有序的反相双连续结构聚合物粒子，随后使用离心除去未反应单体。将纯化后的聚合物粒子作为RAFT活性种子，加入一定量的交联单体二乙烯苯（DVB）在适当反应时间内聚合并原位交联聚合物粒子，同时保留高度有序的反相双连续结构。这些交联聚合物粒子在多种有机溶剂中（DMF、THF、MCB）以及升温条件下都具有一定的耐受性，耐受能力和DVB的投料量有关。此外，这种交联方法具有极高的通用性，可以改变稳定链段、交联单体甚至是形貌的种类而不影响最终得到的稳定形貌。据此，该课题组进一步分别制备了具有循环催化能力和解交联能力的反相双连续结构聚合物粒子，从而拓展了其应用领域。
图2 交联反相双连续结构分散在（a）DMF、（b）THF和（c）MCB中24 h后的SEM图片及（d）SAXS曲线；交联反相双连续结构分散在DMF中33天后的（e）TEM图片和（f）SAXS曲线；交联反相双连续结构分散在DMF中置于（g）40 ℃和（h）80℃下24 h后的SEM图片（浓度为2 mg/mL）
图3 （a）更换含吡啶基团的稳定链段通过PISA制备反相双连续结构、（b）分步策略制备交联反相双连续结构、（c）交联反相双连续结构分散在DMF中24 h后的SEM图片及（d）SAXS曲线；负载Ag纳米粒子的交联反相双连续结构催化亚甲基蓝还原（e）前（f）后的TEM图片；（g）Ag分别负载在交联反相双连续结构和未交联反相双连续结构催化亚甲基蓝的效率；（h）负载Ag纳米粒子的交联反相双连续结构循环催化亚甲基蓝三次的效率
该研究提供了一种制备交联反相双连续结构聚合物粒子的通用方法，有利于拓宽反相双连续结构的应用场景。这一成果以题为“Isolated In Situ Cross-Linking-Assisted Polymerization-Induced Self-Assembly to Polymer Cubosomes with Enhanced Stability”的文章发表在美国化学会期刊《Macromolecules》上，文章第一作者为北京航空航天大学材料科学与工程学院博士研究生孙亚兰，陈爱华教授为唯一通讯作者。
图文转载自【中国聚合物网】:http://www.polymer.cn/