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基于温敏型半刚性链段的嵌段共聚物的合成与表征

作　者: 肖剑波
导　师: 张海良
学　校: 湘潭大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 半刚性 温敏性 甲壳型液晶高分子 RAFT
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


智能高分子,尤其是温敏性聚合物,是目前科学研究中的一个热点。但通过研究发现,在目前所合成的温敏性聚合物中,几乎都是柔性链高分子。多肽、烷基取代纤维素等天然高分子或者衍生物也具有温敏性,且具有显著的半刚性链构象,但他们的来源限制了这类温敏性聚合物在分子设计和合成方面的应用,而合成的基于刚性或者半刚性链的温敏性聚合物很少有报道,因此,制备和研究基于半刚性链的温敏性聚合物拥有广阔的前景!甲壳型液晶高分子链具有典型的半刚性链构象,但是目前合成的甲壳型液晶高分子大多是溶解在有机相里面的,很少溶于水相,更不用谈其水溶液的研究。而将温敏性引入甲壳型液晶高分子,制备出半刚性温敏型聚合物,不管是在理论还是在应用方面都具有一定的研究意义。嵌段共聚物由于其丰富多彩的本体和溶液自组装行为备受关注。将温敏型半刚性链段引人到嵌段聚合物中,其溶液自组装行为变得更加迷人。本课题组已经对半刚性链水溶性温敏型均聚物开展了研究,从而为对基于温敏型半刚性链段的嵌段共聚物的研究提供一定的理论基础。因此本文利用可逆加成-断裂链转移聚合反应(RAFT),合成两种新型的基于温敏型半刚性链段的嵌段共聚物,表征了其基本结构,并重点研究了其本体和溶液性质,主要做了以下几个方面的工作：(1)通过RAFT聚合,成功合成了基于温敏型半刚性链段的两亲性嵌段共聚物PS-b-PHIPPVTA,并考察了它的本体性质和溶液性质。研究发现,嵌段共聚物具有一般甲壳型液晶高分子类似的性质,只表现出了一个玻璃化转变,且当嵌段共聚物的刚性链段分子量达到一定长度的时候,嵌段共聚物才具有液晶性；通过原子力显微镜研究发现,两亲性嵌段共聚物PS-b-PHIPPVTA能组装成盘状的胶束；通过激光散射研究研究发现,分子量对其相转变温度(LCST)影响较大；并发现在水溶液中具有可逆相转变行为。(2)通过RAFT聚合,成功合成了基于温敏型半刚性链段的双亲性嵌段共聚物PHIPPVTA-b-PNIAPM,并考察它的本体性质和溶液性质。研究发现,嵌段共聚物具有一般的甲壳型液晶高分子类似的性质,只表现出了一个玻璃化转变,大分子链转移剂具有液晶性时,而对应的嵌段共聚物并没有表现出液晶性。通过激光散射研究了其温敏性,发现其LCST具有浓度和分子量依赖性,且在水溶液中具有可逆相转变行为。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-28
  1.1 引言  9
  1.2 活性/可控自由基聚合研究进展  9-17
    1.2.1 活性阴离子聚合反应(Living Anionic Polymerization)  9-10
    1.2.2 活性阳离子聚合  10
    1.2.3 引发转移终止剂(iniferter)"活性"自由基聚合  10-11
    1.2.4 原子转移自由基聚合(ATRP)  11-12
    1.2.5 RAFT调控活性自由基聚合  12-17
  1.3 甲壳型液晶高分子  17-21
  1.4 基于甲壳型液晶高分子的嵌段共聚物  21-27
    1.4.1 嵌段共聚物的可控合成  22
    1.4.2 本体多层次自组装结构  22-23
    1.4.3 溶液中的自组装行为  23-27
  1.5 研究课题的提出  27-28
第2章 基于温敏型半刚性链段的嵌段共聚物PS-b-PHIPPVTA的合成与表征  28-43
  2.1 前言  28-29
  2.2 实验部分  29-34
    2.2.1 化学试剂来源与处理  29
    2.2.2 仪器与测试条件  29-30
    2.2.3 单体乙烯基对苯二甲酸二(羟异丙基基吡咯烷酮)酯(HIPPVTA)的合成  30-31
    2.2.4 小分子链转移剂:二硫代苯甲酸异丁腈酯(CPDB)的合成  31-33
    2.2.5 大分子链转移剂及嵌段共聚物的合成  33-34
    2.2.6 胶束的制备  34
  2.3 结果与讨论  34-41
    2.3.1 大分子链转移剂及嵌段共聚物的合成与表征  34-35
    2.3.2 嵌段共聚物的本体相形为研究  35-38
    2.3.3 嵌段共聚物水溶液研究  38-41
  2.4 小结  41-43
第3章 基于温敏型半刚性链段的嵌段共聚物PHIPPVTA-b-PNIAPM的合成与表征  43-54
  3.1 前言  43
  3.2 实验部分  43-47
    3.2.1 化学试剂来源与处理  43-44
    3.2.2 仪器与测试条件  44
    3.2.3 单体HIPPVTA的合成  44
    3.2.4 小分子链转移剂二硫代对氟苯甲酸异丁腈酯(CPFDB)的合成  44-46
    3.2.5 大分子链转移剂及嵌段共聚物的合成  46-47
  3.3 结果与讨论  47-53
    3.3.1 大分子链转移剂及嵌段共聚物的合成与表征  47-49
    3.3.2 嵌段共聚物的本体相行为研究  49-51
    3.3.3 嵌段共聚物PHIPPVTA-b-PNIAPM的温度响应行为研究  51-53
  3.4 小结  53-54
总结与展望  54-55
参考文献  55-62
致谢  62-63
附录A 个人简历、攻读硕士学位期间发表的论文  63

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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