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基于PEO的杂臂星型聚合物的合成

作　者: 吴磊
导　师: 刘民英
学　校: 郑州大学
专　业: 材料学
关键词: 聚环氧乙烷 杂臂星型聚合物 阴离子开环聚合 可逆加成-断裂链转移自由基聚合 原子转移自由基聚合 配位开环聚合
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


可控/“活性”聚合技术的不断发展,使人们能够设计合成出各种结构的(梳形,星形,树枝状等)新型共聚物。这些共聚物具有特殊的结构,在化学、物理、生物医药等领域中有着潜在的用途。聚环氧乙烷(PEO)既易溶于水又可溶于大部分有机溶剂,还具有很好的生物相容性,和其它聚合物链段耦合到一起时还可以把其性能转移到整个共聚物中,成为近年研究的热点。本论文以PEO为基础,合成了一系列A2B2型和A2B2C2D2型杂臂星型聚合物,并表征了其结构。本文的主要工作为：1.首先制备了两个羟基被保护的季戊四醇,以该化合物和和二苯甲基钾(DPMK)组成共引发剂,通过阴离子开环聚合技术引发环氧乙烷(E0)聚合,合成两臂的聚环氧乙烷(PE02),第二步,采用溴苄与PE02末端羟基进行反应,对其末端羟基进行封端。然后,在酸性环境下使PEO2中被保护了的季戊四醇上的两个羟基解保护,用解保护出的这两个羟基与3-苄基三硫代碳酸酯基丙酸(BSPA)进行缩合,得到大分子链转移剂(PEO-BSPA)2。最后,通过可逆-加成链转移自由基聚合(RAFT)引发甲基丙烯酸[2-(二甲基氨基)乙基]酯(DMAEMA)聚合,得到杂臂星型聚合物PEO2-b-PDMAMA2,通过转化率和分子量的关系,对其反应动力学进行研究,以确定该反应的可控性。通过核磁和GPC表征了这些聚合物的结构、分子量和分子量分布,证明了合成的聚合物结构明确,分子量分布窄,分子量可控,符合可控聚合的特征。2.首先通过合成的PEO2的末端羟基与二溴异丁酰溴进行酯化反应,得到原子转移自由基聚合(ATRP)反应大分子引发剂(PEO-Br)2。然后在酸性条件下对保护季戊四醇上的两个羟基进行解保护,再通过ATRP反应引发苯乙烯聚合得到PEO2-b-PS2。第二步,以解保护出的两个羟基为中心点,通过配位开环聚合,接上聚己内酯(PCL)嵌段,合成PCL2-b-PE02-b-PS2。最后对PCL嵌段的末端羟基进行修饰,使其与链转移剂BSPA反应,得到大分子RAFT链转移剂,引发单体甲基丙烯酸[2-(二甲基氨基)乙基]酯(DMAEMA)进行聚合反应,得到一种新型杂臂星型聚合物,PDMAEMA2-b-PCL2-b-PEO2-b-PS2。通过核磁共振谱、红外光谱和GPC,对合成的新型杂臂聚合物进行结构、分子量及分子量分布表征,证明这些聚合物结构明确,分子量分布也很窄。并对反应动力学进行研究,证明分子量是随转化率线性增长的,也就是符合活性聚合的特征。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章 前言  11-26
  1.1 可控/"活性"聚合技术简介  11-19
    1.1.1 活性阴离子聚合  11-12
    1.1.2 可控/"活性"自由基聚合  12-17
    1.1.3 配位开环活性聚合  17-19
  1.2 具有新颖结构的杂臂星型聚合物  19-24
    1.2.1 星型聚合物的分类  19-20
    1.2.2 杂臂星型聚合物的合成方法  20-24
  1.3 本论文的研究目的和内容  24-26
第二章 杂臂星型聚合物PEO_2-b-PDMAEMA_2的合成  26-42
  2.1 引言  26
  2.2 实验部分  26-33
    2.2.1 实验试剂及仪器  26-28
    2.2.2 总的合成路线图  28-29
    2.2.3 保护两个羟基的季戊四醇的合成  29
    2.2.4 聚环氧乙烷(PEO_2)的合成  29-30
    2.2.5 对PEO_2末端羟基封端  30
    2.2.6 解保护PEO_2  30-31
    2.2.7 链转移剂苄基三硫代碳酸酯基丙酸(BSPA)的制备  31
    2.2.8 大分子RAFT试剂(PEO-BSPA)_2的合成  31-32
    2.2.9 杂臂星型聚合物PEO_2-b-PDMAEMA_2的合成  32-33
  2.3 结果与讨论  33-41
    2.3.1 保护两个羟基的季戊四醇的制备  33
    2.3.2 聚环氧乙烷(PEO_2)的制备  33-35
    2.3.3 对PEO_2末端羟基封端  35-36
    2.3.4 解保护PEO_2  36-37
    2.3.5 大分子RAFT试剂(PEO-BSPA)_2的制备  37-38
    2.3.6 杂臂星型聚合物PEO_2-b-PDMAEMA_2的制备  38-41
  2.4 本章小结  41-42
第三章 杂臂星型聚合PDMAEMA_2-b-PCL_2-b-PEO_2-b-PS_2的合成  42-59
  3.1 引言  42-43
  3.2 实验部分  43-49
    3.2.1 实验试剂和仪器  43-45
    3.2.2 总的合成路线  45
    3.2.3 大分子引发剂(PEO-Br)_2的合成  45-46
    3.2.4 水解溴化PEO_2  46
    3.2.5 PEO_2-b-PS_2的合成  46-47
    3.2.6 PCL_2-b-PEO_2-b-PS_2的合成  47
    3.2.7 (BSPA-PCL)_2-b-PEO_2-b-PS_2的合成  47-48
    3.2.8 PDMAEMA_2-b-PCL_2-b-PEO_2-b-PS_2的合成  48-49
      3.2.8.1 合成示意图  48
      3.2.8.2 实验步骤  48-49
  3.3 结果与讨论  49-57
    3.3.1 大分子引发剂(PEO-Br)_2的制备  49-50
    3.3.2 水解溴化PEO_2  50
    3.3.3 PEO_2-b-PS_2的合成  50-53
    3.3.4 PCL_2-b-PEO_2-b-PS_2的合成  53-55
    3.3.5 (BSPA-PCL)_2-b-PEO_2-b-PS_2的合成  55
    3.3.6 PDMAEMA_2-b-PCL_2-b-PEO_2-b-PS_2的合成  55-57
  3.4 本章小结  57-59
结论  59-60
参考文献  60-65
附录Ⅰ Abbreviations  65-66
致谢  66-67
个人简历  67

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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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