嵌段共聚物的合成及其溶液性質(zhì)的研究和應用.pdf

1、設計、合成各種具有明確結構的嵌段共聚物并且研究它們的物理化學性能，一直以來都是高分子科學領域的研究熱點。在過去的十年里，活性/可控自由基聚合技術的飛速發(fā)展，為利用多種單體合成結構、分子量可控及窄分子量分布的嵌段共聚物提供了極大的便利。主要包括引發(fā)-轉移-終止劑法(Initiator-Transferagent-Terminator，Iniferter)、原子轉移自由基聚合(Atom Transfer Radical Rolymeriza

2、tion，ATRP)和可逆加成-斷裂鏈轉移自由基聚合(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Radical Polymerization，RAFT)。RAFT聚合具有適合多種功能性單體、可在諸多溶劑中實施的優(yōu)點，是活性自由基聚合中合成嵌段、星形等多種復雜結構共聚物的有力工具。 本論文工作和主要結果如下： 1)RAFT試劑的合成采用Grignard試劑法合成了雙硫

3、酯——二硫代苯甲酸(1-苯基乙酯)(PEDB)，采用一種較為簡便的方法合成了三硫酯——S，S’-二(α，α’-二甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯(BDATC)，并通過紅外FTIR、<'1>H NMR、<'13>C NMR手段確認其結構。 2)RAFT細乳液法合成PMMA-b-PS及其自組裝的研究采用RAFT聚合，在細乳液體系中合成了分子量相對可控的聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯嵌段共聚物(PMMA-b-PS)及PMMA均聚物。用FTI

4、R、<'1>H NMR、GPC對聚合物結構和組成進行了表征。用TEM觀察了PMMA-b-PS/PMMA在選擇性溶劑四氫呋喃/環(huán)己烷中的自組裝行為，發(fā)現(xiàn)隨著均聚物含量的增加，膠束形態(tài)由規(guī)則的球形轉變?yōu)榍蛐魏筒灰?guī)則形態(tài)的混合物?；旌先軇┲兴臍溥秽暮恳矊δz束形態(tài)有所影響，隨著四氫呋喃含量的增加，膠束尺寸增大。 3) PVP-b-PMAA的合成及對CaCO<,3>結晶形態(tài)的影響采用RAFT法合成了雙親水嵌段共聚物聚乙烯吡咯烷酮-b-

5、聚甲基丙烯酸(PVP-b-PMAA)，經(jīng)<'1>H NMR確認其結構，由GPC測定其分子量為28800，分子量分布指數(shù)為1.42。然后用FTIR、XRD、SEM等手段研究了PVP及PVP-b-PMAA對CaCO<,3>結晶的影響，結果表明，二者調(diào)控下得到的CaCO<,3>晶體均為方解石結構，但是晶體形貌相差較大：不同濃度的PVP均聚物水溶液中形成的CaCO<,3>晶體均為片層結構；而PVP-b-PMAA的濃度對CaCO<,3>晶體形貌有

6、較大影響，隨著嵌段共聚物濃度的增加，菱形及層狀晶體數(shù)量減少，聚集晶體數(shù)量增多，共聚物的濃度增加到1.0 g/L時，聚集晶體中間出現(xiàn)有孔洞。 4)PS-b-PAA的合成及對CaCO<,3>結晶形態(tài)的影響采用RAFT聚合，以三硫酯BDATC為鏈轉移劑，合成了兩親性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)，研究了PS-b-PAA水溶液中CaCO<,3>晶體的合成，得到了球形CaCO<,3>晶體，用FTIR、XRD、SEM