结构可控的含聚烯烃嵌段共聚物的设计、合成及其自组装

论文摘要

设计合成含极性聚合物链段的聚烯烃嵌段共聚物,对拓宽聚烯烃的应用范围具有重要意义,是近年来聚烯烃功能化研究的热点之一。本文介绍了将叶立德活性聚合与原子转移自由基聚合（ATRP）相结合,制备了聚亚甲基-b-聚丙烯酸叔丁酉（PM-b-PtBA）两嵌段共聚物和聚亚甲基-b-聚丙烯酸叔丁酯-b-聚苯乙烯（PM-b-PtBA-b-PS）三嵌段共聚物,并对PM-b-PtBA进行水解得到两亲性共聚物PM-b-PAA,然后研究各共聚物的自组装性能。首先利用叶立德活性聚合制备含端羟基的聚亚甲基（PM-OH）,通过核磁共振谱、傅里叶变换红外光谱、高温凝胶渗透色谱进行表征,确定羟基化率接近100%,其分子量可以在1000-10000g/mol范围内进行调控,分子量分布很窄（Mw/Mm1.10）。PM-OH通过官能团转化,使PM末端带上可以引发ATRP聚合的活泼溴基团,得到大分子引发剂PM-MI。利用PM-MI引发丙烯酸叔丁酯的ATRP聚合获得PM-b-PtBA两嵌段共聚物,再由PM-b-PtBA为引发剂引发苯乙烯的ATRP聚合获得PM-b-PtBA-b-PS三嵌段共聚物,将PM-b-PtBA进行水解可以得到PM-b-PAA两亲性嵌段共聚物。对上述制备的嵌段共聚物进行了自组装行为研究,发现两亲性共聚物PM-b-PAA在水溶液中能够自组装形成球形胶束,胶束平均粒径约为250 nm。利用呼吸图法将所得嵌段共聚物分别以三氯甲烷（CHCl3）和二硫化碳（CS2）作为溶剂制备多孔薄膜,用扫描电子显微镜（SEM）观察其表面形貌,研究了聚苯乙烯（PS）链段长度和制膜温度对多孔薄膜形貌的影响规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 聚烯烃的功能化
• 1.1.1 直接共聚合方法
• 1.1.2 反应性基团功能化方法
• 1.1.3 聚烯烃的后功能化方法
• 1.2 功能化聚烯烃制备嵌段共聚物
• 1.2.1 聚烯烃大分子引发剂引发活性阴离子聚合
• 1.2.2 聚烯烃大分子引发剂引发原子转移自由基聚合（ATRP）
• 1.2.3 聚烯烃人分子引发剂引发可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）
• 1.2.4 聚烯烃大分子引发剂引发氮氧自由基调控聚合（NMP）
• 1.2.5 功能化聚烯烃的"Click"反应
• 1.3 含聚丙烯酸的功能化聚烯烃共聚物的研究进展
• 1.4 叶立德活性聚合方法
• 1.5 论文的选题意义和设计思路
• 2 原料试剂和仪器
• 2.1 原料试剂及其精制提纯
• 2.1.1 原料和试剂
• 2.1.2 试剂的精制
• 2.2 主要设备及仪器
• 2.3 主要分析仪器
• 3 嵌段共聚物的合成及表征
• 3.1 叶立德活性聚合制备端羟基聚亚甲基（PM-OH）
• 3.1.1 端羟基聚亚甲基的合成路线
• 3.1.2 端羟基聚亚甲基的合成步骤
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.1.4 小结
• 3.2 ATRP大分子引发剂的制备（PM-MI）
• 3.2.1 大分子引发剂的合成路线
• 3.2.2 大分子引发剂的合成步骤
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.4 小结
• 3.3 两嵌段共聚物的合成
• 3.3.1 两嵌段共聚物的合成路线
• 3.3.2 两嵌段共聚物的合成步骤
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.3.4 小结
• 3.4 三嵌段共聚物的合成
• 3.4.1 三嵌段共聚物的合成路线
• 3.4.2 三嵌段共聚物的合成步骤
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.4.4 小结
• 3.5 本章小结
• 4 嵌段共聚物的自组装
• 4.1 两亲性共聚物（PM-b-PAA）的胶束化研究
• 4.1.1 胶束溶液的配制
• 4.1.2 临界胶束浓度的测定
• 4.1.3 胶束粒径的测定
• 4.1.4 胶束形貌的观测
• 4.1.5 小结
• 4.2 嵌段共聚物微孔膜的制备
• 4.2.1 多孔薄膜的制备
• 4.2.2 多孔薄膜表面形貌的观察
• 4.2.3 小结
• 4.3 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 研究成果