通过活性聚合方法设计合成新型嵌段聚合物的研究

通过活性聚合方法设计合成新型嵌段聚合物的研究

论文摘要

本文采用多种活性聚合方法合成了几种新型的嵌段聚合物。主要研究在细乳液纳米反应器中,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性聚合方法,进行丙烯酸酯类的细乳液聚合,合成AB型两嵌段和ABA型三嵌段共聚物。通过氮氧稳定自由基聚合(NMP)与原子转移自由基聚合(ATRP)反应相结合的方法合成了以聚苯乙烯为主链,聚甲基丙烯酸丁酯为支链的分子刷。用FT-IR和1H NMR对所合成的聚合物分子结构进行了表征,用GPC分析表征了分子量及其分子量分布。通过动态光散射(DLS)测量了细乳液粒子的尺寸。(1)以二硫代苯甲酸异丁氰基(CPDB)为链转移剂进行了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的细乳液聚合,研究了超声时间,乳化剂及助乳化剂用量,反应温度等对聚合过程的影响,研究了反应动力学过程。结果表明,该细乳液聚合具有很好的活性聚合特征,转化率与分子量增长呈线性关系,分子量分布在1.2-1.3。以MMA细乳液为种子乳液,用溶胀法成功地合成了AB型嵌段共聚物。考察了两种单体不同比例时对嵌段聚合反应的影响。(2)首次以三硫碳酸酯为链转移剂分两步反应成功地在细乳液中合成出两端为硬段,中间为软段的功能性ABA型三嵌段共聚物。其中链转移剂s,s’-二(α—异丁酸羟乙酯)三硫代碳酸酯两端基团含有一个羟基,聚合后羟基存在于聚合物大分子链末端,加入异氰酸酯后可以进行扩链反应。并对以三硫碳酸酯为链转移剂的细乳液RAFT活性聚合动力学过程进行了探索。(3)通过氮氧稳定自由基聚合与原子转移自由基聚合反应相结合的方法合成了聚合物分子刷。首先通过氮氧自由基聚合进行了苯乙烯与对氯甲基苯乙烯的共聚合,然后以此共聚物为大分子引发剂,通过ATRP聚合合成以聚苯乙烯(PSt)为主链,聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)为支链的聚合物分子刷,动力学过程表明,通过改变聚合条件,可以合成出不同长度及接枝密度的分子刷。探讨了聚合过程中活性链向大分子链转移的现象。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 1.1 活性自由基聚合研究进展
  • 1.2 利用ATRP活性聚合体系进行分子设计的研究
  • 1.3 通过聚合机理组合反应制备新型聚合物
  • 1.4 在细乳液中进行RAFT活性聚合的研究
  • 第二章 在细乳液中RAFT活性聚合制备AB型嵌段共聚物的研究
  • 2.1 导言
  • 2.2 实验部分
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 MMA在细乳液中RAFT活性聚合的动力学及其影响因素
  • 2.3.2 在细乳液中RAFT活性聚合合成AB型嵌段共聚物的研究
  • 第三章 在细乳液中RAFT活性聚合制备ABA型嵌段共聚物的研究
  • 3.1 导言
  • 3.2 实验部分
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 以DBTTC为链转移剂合成的ABA型嵌段共聚物
  • 3.3.2 以BHEIBT为链转移剂合成的ABA型嵌段共聚物
  • 3.3.3 嵌段共聚物的扩链反应
  • 3.3.4 三硫碳酸酯调控的细乳液RAFT活性聚合的动力学过程探索
  • 第四章 通过NMP与ATRP组合的活性聚合方法制备聚合物分子刷研究
  • 4.1 导言
  • 4.2 实验部分
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 大分子引发剂P(St-co-CMS)的合成及表征
  • 4.3.2 分子刷的合成及表征
  • 4.3.3 分子刷合成过程中大分子间链转移现象的探讨
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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