PS-b-PNIPAAm嵌段共聚物的合成及其納米多孔膜的構(gòu)建.pdf

1、基于N-異丙基丙烯酰胺的溫度敏感膜在很多領(lǐng)域顯示出誘人的應(yīng)用前景，但傳統(tǒng)制備方法所制備溫敏膜的膜孔尺寸及膜孔表面PNIPAAm分子鏈分布不一致，因而其響應(yīng)性能并不明顯。近年來，嵌段共聚物(Block copolymer)由于其各嵌段間熱力學(xué)不相容可以產(chǎn)生微相分離行為而廣泛的應(yīng)用于制備單分散孔徑多孔材料。本論文利用可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法制備分子量分布較窄的兩親性嵌段共聚物PS-b-PNIPAAm，并利用選擇性溶脹成

2、孔法制備納米級多孔薄膜，探討了不同退火和溶脹條件對薄膜形態(tài)的影響。研究內(nèi)容如下:
　　利用可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT)方法初步嘗試合成嵌段共聚物PS-b-PNIPAAm。合成RAFT試劑4-氰基戊酸二硫代苯甲酸以此為鏈轉(zhuǎn)移劑，AIBN為引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到了大分子鏈轉(zhuǎn)移劑RAFT-PS，引發(fā)NIPAAm聚合得到PS-b-PNIPAAm。又利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合調(diào)控嵌段共聚物結(jié)構(gòu)。改變反應(yīng)體系、聚合時間和溫度等條件得到大分

3、子引發(fā)劑PS-Br，討論反應(yīng)條件對其結(jié)構(gòu)的影響。得到優(yōu)選反應(yīng)條件后，引發(fā)NIPAAm反應(yīng)，傅利葉紅外光譜(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，測試結(jié)果表明反應(yīng)得到PS-b-PNIPAAm?？疾炝朔磻?yīng)溶劑體系，反應(yīng)時間和反應(yīng)配比對產(chǎn)物嵌段比的影響。結(jié)果表明采用DMF作為溶劑得到產(chǎn)物中NIPAAm嵌段比例更大，并且延長反應(yīng)時間和提高反應(yīng)物配比都有助于增加共聚物中NIPAAm的比例。
　　將嵌段共聚物溶解在四氫呋喃中

4、配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2wt％的溶液，旋涂后得到初生嵌段共聚物薄膜，分別以乙醇或四氫呋喃為退火溶劑退火后，通過選擇性溶脹成孔法制備納米多孔膜。探討了共聚物組成、退火時間、退火和溶脹溶劑類型對薄膜微孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，NIPAAm嵌段比例太小時所制備薄膜表面相對平整，不易形成分相結(jié)構(gòu)。隨著退火時間的延長，膜表面的微相分離越明顯，微孔結(jié)構(gòu)的分布更均勻。將在乙醇中退火預(yù)處理的薄膜分別在乙醇和去離子水中進(jìn)行溶脹處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)升高溶脹溫度和延長溶脹