以卟啉為核的星形聚苯乙烯的合成及蜂窩狀膜的制備.pdf

1、微米、納米級(jí)規(guī)整多孔結(jié)構(gòu)材料具有表面規(guī)整、孔徑尺寸可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)、生物、生命科學(xué)及功能材料等領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。在眾多構(gòu)建方法中，水滴模板法以其成本低、工藝簡(jiǎn)單、制備效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于各種結(jié)構(gòu)的聚合物和其它材料的規(guī)整孔結(jié)構(gòu)材料的制備。本文以卟啉為引發(fā)劑，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法(ATRP)合成星形聚苯乙烯和星形嵌段聚合物；繼而以這兩類聚合物為原料，研究原料配比、濃度、分子量、成膜溶劑種類等因素對(duì)水滴模板法蜂窩狀膜形貌的

2、影響規(guī)律。具體研究工作主要圍繞以下兩方面展開：
　　 ⑴采用改進(jìn)后的Adler-Longo法合成四羥基苯基卟啉(THPP)，通過(guò)調(diào)控反應(yīng)溫度、溶劑和催化劑的用量、反應(yīng)時(shí)間等因素來(lái)探索提高產(chǎn)率的途徑。接下來(lái)以四羥基苯基卟啉(THPP)與溴丁酰溴反應(yīng)合成引發(fā)劑，通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法(ATRP)合成星形聚苯乙烯并水解，研究聚合物分子量、轉(zhuǎn)化率、分子量分布隨反應(yīng)時(shí)間的變化規(guī)律以及每個(gè)臂的分子量和分子量分布。以甲基丙烯酸羥乙酯(HE

3、MA)為第二單體，合成苯乙烯/甲基丙烯酸羥乙酯星形嵌段共聚物。通過(guò)FTIR,1HNMR、UV、熒光光譜、GPC等手段對(duì)聚合物的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。In[M]0/[M]與反應(yīng)時(shí)間呈線性關(guān)系，水解前后的分子量呈對(duì)應(yīng)的倍數(shù)關(guān)系，且倍數(shù)約等四。親水性嵌段的引入，使分子量分布變寬。
　　 ⑵基于合成的星形聚苯乙烯和星形嵌段共聚物，以水滴模板法制備了蜂窩狀膜。首先將線形聚苯乙烯與星形聚苯乙烯共混，以氯仿為溶劑進(jìn)行成膜，并通過(guò)調(diào)整聚合物

4、的配比、溶液濃度、星形聚合物的分子量?jī)?yōu)化成膜條件。在各自條件下，最優(yōu)配比為10:2，最佳分子量為25000；當(dāng)星形聚苯乙烯含量較低(IPS:sPS=10:2)時(shí)，最優(yōu)的成膜濃度為6mg/mL，當(dāng)星形聚苯乙烯含量較高(IPS:sPS=10:10)時(shí)，最優(yōu)的成膜濃度為20mg/mL。為了研究星形嵌段共聚物的成膜情況，將其與線性聚苯乙烯共混，研究不同濃度、不同溶劑配比、不同聚合物配比時(shí)的成膜規(guī)律。成膜溶液濃度高時(shí)，嵌段聚合物含量也會(huì)增加，更加