三維有序大孔聚烯烴材料的制備及其功能化.pdf

1、近年來，由于三維有序大孔材料(three-dimensionally ordered macroporous，3DOM)在光子晶體、傳感器、吸附分離介質(zhì)、催化劑的負(fù)載以及色譜材料等領(lǐng)域的應(yīng)用，引起了化學(xué)、物理學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。本論文采用直接模板法，通過不同聚合方式及填充方式分別制備了三維有序大孔間規(guī)聚乙烯基芳烴(3DOM sPVAH)、三維有序大孔聚乙烯(3DOM PE)、三維有序大孔聚苯乙烯(3DOM PS)以及三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙

2、烯(3DOM CLPS)。對制備的3DOMPVAH和3DOM CLPS進(jìn)行功能化研究，分別通過氯甲基化反應(yīng)以及表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)接枝功能化方法在有序孔材料的孔壁引入功能基團(tuán)或功能聚合物鏈段。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下： (1)3DOM PVAH功能化。采用直接功能化法，以p-甲基苯乙烯為聚合單體前驅(qū)物，利用配位聚合方式制備三維有序大孔間規(guī)聚p-甲基苯乙烯材料(3DOM sPPMS)；此外，采用孔壁氯甲基化的后功能化

3、法將氯甲基功能基團(tuán)引入孔壁表面，隨后利用二甲基胺與錨定在孔壁的氯甲基基團(tuán)反應(yīng)，以驗(yàn)證這種功能化方法的通用性。在本研究中采用一種定量分析氯含量的測定方法，為隨后研究提供定量分析方法。 (2)采用氣相填充—聚合方式制備3DOM PE。利用不同粒徑的二氧化硅模板制備了孔徑在135～410nm范圍的3DOM PE。對所制備的材料進(jìn)行光學(xué)特性、紅外光譜、核磁共振、掃描電鏡以及高效凝膠滲透色譜表征分析，并且探討了受限空間對聚乙烯性能的影響。

4、 (3)利用ATRP聚合方式，以二茂鈷(Cp2Co)作為催化劑，α-溴代異丁酸乙酯(EBiB)為引發(fā)劑，制備3DOM PS。對所制備的材料進(jìn)行紅外光譜、核磁共振、掃描電鏡以及高效凝膠滲透色譜表征分析，探討受限空間對活性聚合的影響。 (4)采用自由基共聚方式制備孔徑在200～1020nm范圍內(nèi)的3DOM CLPS，利用氯甲基反應(yīng)及后續(xù)功能基團(tuán)反應(yīng)，將氯甲基基團(tuán)引入到孔壁，隨后以胺基鄰菲羅林與其反應(yīng)，制備孔壁負(fù)載有鄰菲羅林的3DO

5、M CLPS。此外，將稀土發(fā)光配合物填充到3DOM CLPS中，探討其發(fā)光性能。 (5)通過表面ATRP接枝功能化方法，在研究4的基礎(chǔ)上，利用錨定在孔壁表面的氯甲基作為引發(fā)劑，分別在孔壁接枝聚甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚Ⅳ_異丙基丙烯酰胺0'NIPAm)、聚甲基丙烯酸-β-羥乙酯(PHEMA)、聚丙烯酸叔丁酯(PtBA)。PNIPAm接枝層是一種溫敏性聚合物，探討接枝有序孔材料作為智能材料的可行性。通過對PtBA接枝層進(jìn)行水解，將