固态光聚合制备特殊形貌晶态聚合物的研究

论文摘要

固态聚合因其反应活化能低、纯度高、聚合前后分子结构受局部规整性控制,反应过程无溶剂、对环境友好等特点,在塑料、医疗卫生、分子烙印、缩微成像设计等领域得到了广泛的应用。自组装技术对于制备具有特殊结构和形状的集合体是一种有效的手段,本文将自组装与固态聚合技术有机的结合起来,制得了采用传统聚合方法无法获得的具有特殊形貌的丙烯酰胺及其衍生物单体的聚合物结晶膜。并利用相关仪器对其进行了表征。1.研究了丙烯酰胺单体在明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇等水溶性高分子物质上的析出结晶情况。发现利用明胶作为成膜物质,在其浓度以及与单体配比合适时,所得的结晶膜最为规整有序,结晶较为完善。将所得晶膜进行紫外光照射,利用红外、紫外、GPC、DSC、XRD等手段对其进行表征,考察了光照时间对单体残留量、分子量与光照时间和引发剂浓度之间的关系,以及光照前后所得晶膜晶型的变化,其晶格变化甚微;经SEM分析,所得晶膜表面呈纤维状取向分布。2.考察了丙烯酰胺衍生物:2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）、N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）与水溶性高分子作用的诱导成膜现象;研究了这几种单体以及明胶的水溶液表面张力;并以AMPS为研究对象,对所得晶膜进行光照,利用红外、紫外、GPC等技术对其进行了表征,最后经SEM分析光照前后晶膜形貌,发现单体晶膜中有微量水的存在。3.利用溶液聚合法制备了两种水溶性聚合物:2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的均聚物以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酸、丙烯酰胺的共聚物,并用红外对其结构进行了表征。以所制聚合物作为底层大分子成膜物质,研究了丙烯酰胺及其衍生物单体在其上的诱导结晶情况。此外,还研究了丙烯酰胺及其衍生物单体两两复合在明胶层上的析出结晶情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 固态聚合简介
• 1.1.1 固态聚合分类
• 1.1.2 固态聚合反应的表征手段
• 1.1.3 固态聚合的应用
• 1.1.4 固态聚合存在问题及发展方向
• 1.2 自组装简介
• 1.2.1 自组装单层的概念
• 1.2.2 自组装多层膜
• 1.2.3 自组装技术的表征
• 1.2.4 自组装技术的应用
• 1.3 课题的提出
• 第二章 AM/水溶性高分子自组装诱导成膜及光聚合研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 诱导成膜制备工艺
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 底层高分子对结晶形貌的影响
• 2.3.2 底层高分子与单体配比不同对结晶形貌的影响
• 2.3.3 溶液的表面张力
• 2.3.4 结晶工艺条件
• 2.3.5 FTIR 分析
• 2.3.6 紫外光谱分析
• 2.3.7 GPC 分析
• 2.3.8 X-射线衍射分析
• 2.3.9 显微熔点测定仪表征
• 2.3.10 DSC 表征
• 2.3.11 扫描电镜分析
• 2.4 诱导成膜晶态聚合原理
• 2.4.1 聚合机理讨论
• 2.4.2 诱导成膜晶态薄膜自组装光聚合技术对晶态PAM 制备的作用
• 2.5 结论
• 第三章 丙烯酰胺衍生物/水溶性高分子自组装诱导成膜及光聚合研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 诱导成膜制备工艺
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同底层成膜物质对结晶形貌的影响
• 3.3.2 单体与水溶性高分子配比不同对结晶形貌的影响
• 3.3.3 影响结晶形貌的其它因素
• 3.3.4 溶液表面张力的研究
• 3.3.5 FTIR 分析
• 3.3.6 紫外光谱分析
• 3.3.7 GPC 分析
• 3.3.8 SEM 分析
• 3.4 结论
• 第四章 特殊形貌晶膜的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸均聚物的制备
• 4.2.4 P（AMPS-co-AA-co-AM）的制备路线
• 4.2.5 诱导结晶制备工艺
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 FTIR 分析
• 4.3.2 单体在制备聚合物上的结晶情况
• 4.3.3 复合单体在明胶膜上的析出结晶情况
• 4.4 结论
• 第五章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文