活性自由基聚合合成特殊结构性能的凝胶

论文摘要

近年来,活性自由基聚合（如稳定氮氧自由基调控活性自由基聚合、原子转移自由基聚合等）成为了高分子科学界的热点。活性自由基聚合技术具有对单体的适应性强、聚合条件温和、能有效地控制聚合产物的分子量和分子量分布、可用来合成嵌段、接枝、无规、支化和超支化等具有特定结构的聚合物的特点和优势。聚合物的特殊结构决定了其具有特殊的性能。在本论文中,我们主要合成了含有特殊结构的嵌段凝胶和两亲性凝胶。嵌段凝胶中含有弱键,在外部刺激下（如热、光、特殊试剂等）可以发生解离,从而变为两段均聚物；而两亲性凝胶由于含有亲水＼疏水嵌段,因此在不同混合溶剂下其溶胀性能体现了典型的两亲性凝胶的特性。本文在研究之初,为了通过活性自由基聚合合成含有弱键的聚合物,合成了具有特定结构的氮氧自由基和烷氧基胺。主要研究结果如下：（1）制备了含有二元丙烯酸酯基团的烷氧基胺1,4-Bis（1-（4-acrylate-2,2,6,6-tetramethylpiperidine）ethyl）benzene（di-AET）,可与丙烯酸酯类单体共聚,同时由于其二元性,在共聚时能够作为交联剂,制备凝胶。（2）利用原子转移自由基聚合（ATRP）引发di-AET和丙烯酸叔丁酯（t-BA）或丙烯酸正丁酯（n-BA）的共聚,并形成聚合物凝胶。两种凝胶都有良好的溶胀性能,且由于凝胶中含有C-ON弱键,在加热的情况下,该键断裂,可得到聚丙烯酸叔丁酯或者聚丙烯酸正丁酯。其中据丙烯酸叔丁酯凝胶在三氟乙酸的存在下能够水解形成高吸水性的树脂。（3）丙烯酸叔丁酯或丙烯酸正丁酯凝胶均能够继续引发苯乙烯的氮氧自由基调控活性自由基聚合,形成嵌段聚合物凝胶。聚合过程符合活性特征。（4）丙烯酸叔丁酯与苯乙烯形成的嵌段凝胶在三氟乙酸存在下水解,得到丙烯酸与苯乙烯嵌段的两亲性嵌段凝胶（Amphiphilic conetworks）,该凝胶的溶胀性能符合典型的两亲性嵌段凝胶的特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 背景
• 1.1.1 活性自由基聚合发现
• 1.1.2 Iniferter体系
• 1.1.3 稳定氮氧自由基体系（SFRP）
• 1.1.4 原子转移自由基聚合（ATRP）
• 1.1.5 RAFT活性自由基聚合
• 1.2 ATRP与SFRP在合成方面的应用进展
• 1.2.1 均聚物的合成
• 1.2.2 官能化聚合物的合成
• 1.2.3 嵌段聚合物的合成
• 1.2.4 接枝和星型聚合物的合成
• 1.2.5 超支化和树状聚合物的合成
• 1.2.6 热可逆凝胶的合成
• 1.3 本文的选题、研究思路和主要结果
• 参考文献
• 第二章 稳定氮氧自由基以及烷氧基胺的合成与表征
• 2.1 稳定氮氧自由基化合物与烷氧基胺的发现与进展
• 2.2 交联剂di-AET的设计、合成思路
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 主要的化学试剂
• 2.3.2 化学试剂的纯化
• 2.3.3 测试方法
• 2.3.4 稳定氮氧自由基及烷氧基胺的合成与表征
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 含弱键的丙烯酸酯凝胶的合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要的化学试剂
• 3.2.2 化学试剂的纯化方法
• 3.2.3 分析测试方法
• 3.2.4 聚丙烯酸叔丁酯凝胶的合成
• 3.2.5 聚丙烯酸叔丁酯凝胶的水解
• 3.2.6 聚丙烯酸正丁酯凝胶的合成与水解
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 聚丙烯酸叔丁酯凝胶的聚合动力学
• 3.3.2 影响凝胶点的因素
• 3.3.3 聚丙烯酸叔丁酯凝胶的表征结果
• 3.3.4 聚丙烯酸叔丁酯凝胶的水解
• 3.3.5 聚丙烯酸凝胶的溶胀
• 3.3.6 聚丙烯酸正丁酯凝胶的合成
• 3.3.7 聚丙烯酸正丁酯凝胶的水解与溶胀
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 两亲性嵌段凝胶的合成与表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要的化学试剂
• 4.2.2 化学试剂的纯化方法
• 4.2.3 分析测试方法
• 4.2.4 聚丙烯酸叔丁酯-聚苯乙烯两嵌段凝胶的合成
• 4.2.5 聚丙烯酸-聚苯乙烯两亲性嵌段凝胶的合成
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 聚丙烯酸叔丁酯-聚苯乙烯两嵌段凝胶的合成
• 4.3.2 聚丙烯酸叔丁酯-聚苯乙烯两嵌段凝胶的表征
• 4.3.3 聚丙烯酸-聚苯乙烯两嵌段两亲性凝胶的合成与表征
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历