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基于半刚性温敏性无规共聚物的合成与表征

作　者: 曹扬锋
导　师: 张海良
学　校: 湘潭大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 甲壳型液晶高分子液晶性温敏性半刚性低临界溶解温度
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

温敏性聚合物能够对外界环境的温度刺激做出响应,已得到越来越多的应用。目前,合成的温敏性聚合物中,其链段绝大多数为柔性链段；虽然部分温敏性天然高分子及其衍生物具有半刚性的链段结构,但是这类高分子却难以合成和控制。甲壳型液晶高分子(MJLCP)是一种典型的半刚性链结构的聚合物,但现有甲壳型液晶高分子均为疏水性的,不溶解于水中,所以不是水溶性温敏性聚合物。因此,设计并合成基于甲壳型液晶高分子的温敏性聚合物在理论和应用中都具有极大的意义。本论文通过无规共聚的方法合成了三种新型的半刚性温敏性共聚物,并重点研究了不同单体组成的共聚物的本体性质和溶液性质。主要做了如下工作：1.成功合成了乙烯基对苯二甲酸二(N-羟乙基吡咯烷酮)酉旨(NHEPVTA)和乙烯基对苯二甲酸二(4-甲氧基)苯酯(MPCS)的无规共聚物P(MPCS-co-NHEPVTA),并考查了共聚物的本体和溶液性质。结果发现,共聚物仅表现出一个玻璃化转变；且不同MPCS含量的共聚物均表现出液晶性,这与我们理论上的推测是一致的；MPCS的含量变化时,共聚物的低临界溶解温度(LCST)会随着MPCS含量的升高而显著的降低；当MPCS的含量达到4%以上时,共聚物不溶于水。2.成功合成了乙烯基对苯二甲酸二(N-羟乙基吡咯烷酮)酯(NHEPVTA)和苯乙烯(St)的无规共聚物P(St-co-NHEPVTA),并考查了共聚物的本体和溶液性质。结果表明,该共聚物仅表现出一个玻璃化转变；当共聚物中苯乙烯含量为20%以上时,共聚物不再表现出液晶性；共聚物的LCST会随着苯乙烯含量的升高而明显的降低；当苯乙烯的含量达到30%以上时,共聚物不溶于水。3.成功合成了乙烯基对苯二甲酸二(N-羟乙基吡咯烷酮)酯和丙烯酰胺(AM)的无规共聚物P(AM-co-NHEPVTA),用GPC和DSC对其本体性质进行了研究,并用目测法考查了溶液的温敏性。研究表明,与一般的甲壳型液晶高分子类似,共聚物只表现出了一个玻璃化转变；当AM的含量直到70%的时候,共聚物仍具有液晶性；亲水性的AM含量变化时,共聚物的LCST随着AM含量的增加而降低。经过上述实验,证明了通过调节不同亲疏水性单体的比例,可以制备兼具液晶性和温敏性的共聚物,且该共聚物的液晶性和温敏性可以进行较好的调控。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-24
  1.1 引言  9
  1.2 液晶高分子  9-16
    1.2.1 液晶高分子概述  9-11
    1.2.2 液晶高分子分类及基本特性  11
    1.2.3 甲壳型液晶高分子  11-16
  1.3 温敏性聚合物  16-23
    1.3.1 智能型聚合物简介  16-17
    1.3.2 温敏性聚合物的常见种类  17-21
    1.3.3 温敏性聚合物的相分离机理和LCST的调节  21-22
    1.3.4 温敏性聚合物的应用前景  22-23
  1.4 本文的选题及设计思路  23-24
第2章温敏性共聚物P(MPCS-co-NHEPVTA)的合成及其本体性质与温敏性的研究  24-32
  2.1 引言  24
  2.2 实验部分  24-27
    2.2.1 主要试剂来源与处理  24-25
    2.2.2 仪器与测试条件  25
    2.2.3 单体及共聚物的合成  25-27
  2.3 结果与讨论  27-31
    2.3.1 NHEPVTA的合成与表征  27-28
    2.3.2 共聚物P(MPCS-co-NHEPVTA)的合成与表征  28
    2.3.3 共聚物P(MPCS-co-NHEPVTA)的本体性质研究  28-31
  2.4 小结  31-32
第3章温敏性共聚物P(St-co-NHEPVTA)的合成及其本体性质与温敏性质的研究  32-37
  3.1 引言  32
  3.2 实验部分  32-33
    3.2.1 主要试剂来源与处理  32
    3.2.2 仪器与测试条件  32-33
    3.2.3 共聚物P(St-co-NHEPVTA)的合成  33
  3.3 结果与讨论  33-36
    3.3.1 共聚物P(St-co-NHEPVTA)的合成与表征  33
    3.3.2 共聚物P(St-co-NHEPVTA)的本体性质研究  33-36
  3.4 小结  36-37
第4章温敏性共聚物P(AM-co-NHEPVTA)的合成及其本体性质与温敏性质的研究  37-42
  4.1 引言  37
  4.2 实验部分  37-41
    4.2.1 主要试剂来源与处理  37
    4.2.2 仪器与测试条件  37
    4.2.3 共聚物P(AM-co-NHEPVTA)的合成  37-38
    4.2.4 共聚物P(AM-co-NHEPVTA)的本体性质研究  38-41
  4.4 小结  41-42
总结  42-43
展望  43-44
参考文献  44-51
致谢  51-52
附A:个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  52

基于半刚性温敏性无规共聚物的合成与表征

内容摘要

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