表面引發(fā)反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法制備親疏水可逆響應(yīng)的聚離子液體刷.pdf

1、潤(rùn)濕特性是固體表面的重要性質(zhì)之一,其中超疏水表面是近年來(lái)表面潤(rùn)濕性研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。尤其是對(duì)外界環(huán)境(如光照、電場(chǎng)、熱和化學(xué)等)有刺激響應(yīng)的表面親疏水可逆轉(zhuǎn)化材料更是引起了研究人員極大的關(guān)注。由于這類表面在智能裝置領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景,因此,合理設(shè)計(jì)并制備潤(rùn)濕性可控的表面,是實(shí)現(xiàn)固體潤(rùn)濕性多元化應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。表面潤(rùn)濕性的調(diào)控可以通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn):一種是表面微結(jié)構(gòu)的調(diào)控,另一種是表面自由能調(diào)控。第二種途徑是在保持材料表面形貌的條件下

2、,利用外界環(huán)境的刺激作用定向改變材料表面化學(xué)組成從而改變表面自由能,使液滴在表面的接觸角相應(yīng)地發(fā)生變化。目前有多種調(diào)控固體表面自由能的方法,其中將聚合物刷,通過(guò)“Grafting from”技術(shù)接枝到各種基體表面,利用表面化學(xué)成分的不同對(duì)潤(rùn)濕性進(jìn)行調(diào)控就是方法之一。多種聚合反應(yīng)技術(shù)都可應(yīng)用于“Grafting from”方法中,其中反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)作為對(duì)傳統(tǒng)的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)的改進(jìn)和拓展,在制備預(yù)定結(jié)構(gòu)、預(yù)定分子量以及窄

3、分子量分布聚合物方面具有其它方法所無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn),成為今后高分子合成化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。而室溫離子液體是近年來(lái)綠色化學(xué)新興研究領(lǐng)域之一,研究者充分利用離子液體的獨(dú)特性質(zhì),在合成高分子量縮聚產(chǎn)物等方面取得了很大的研究進(jìn)展,且對(duì)于不同的陰離子所對(duì)應(yīng)的離子液體,其親疏水性不同。
　　因此,本文的研究?jī)?nèi)容主要包括:
　　(1)離子液體單體的合成。通過(guò)兩步法合成了三種雙鍵功能化的吡啶類離子液體單體烯丙基吡啶六氟磷酸鹽(ALPY-PF6

4、)、1-(4-乙烯基芐基-)-吡啶六氟磷酸鹽(VBPy-PF6)和1-芐基-1′-[4-(乙烯基)芐基]-4,4′-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽(BVBBP-PF6),利用核磁共振等技術(shù)手段對(duì)它們進(jìn)行了表征。
　　(2)硅片表面引發(fā)劑單分子層的固載。將表面引發(fā)劑2-溴-2-甲基-N-(3-(三乙氧基硅基)丙基)丙酰胺(BTPAm)以自組裝的方式沉積在預(yù)處理過(guò)的硅片上,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,表面固載的引發(fā)劑具有良好的的引發(fā)反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)(R

5、ATRP)的能力。
　　(3)硅片表面接枝聚合物刷的制備以及潤(rùn)濕性的可逆調(diào)控。首先以烯丙基吡啶六氟磷酸鹽、1-(4-乙烯基芐基-)-吡啶六氟磷酸鹽和1-芐基-1′-[4-(乙烯基)芐基]-4,4′-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽為單體,CuCl2/2,2′-聯(lián)吡啶的絡(luò)合物為催化體系,2-溴-2-甲基-N-(3-(三乙氧基硅基)丙基)丙酰胺(BTPAm)為表面引發(fā)劑,AIBN為自由基引發(fā)劑,環(huán)己酮為溶劑,在不同溫度條件下,利用反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚