梳形聚合物的結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、梳形聚合物是一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和新穎性能的聚合物。本文的研究目的在于深入研究梳形聚合物在本體和溶液中的結(jié)構(gòu),并探討結(jié)構(gòu)與性能之間的聯(lián)系。在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計合成了兩類梳形聚合物,并詳細(xì)研究了其結(jié)構(gòu)和性能。第一類是可結(jié)晶性的梳形聚L-乳酸,它以聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)為主鏈,以聚L-乳酸(PLLA)為側(cè)鏈。我們將主要討論其晶態(tài)結(jié)構(gòu),熱性能以及與聚環(huán)氧乙烷(PEO)共混的現(xiàn)象。第二類是不對稱雙親性梳形聚合物PGMA-g-P

2、y/PNIPAM,該聚合物側(cè)鏈為親水的且具有溫敏性的聚N-異丙基甲酰胺(PNIPAM),主鏈為聚甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯(PGMA),主鏈的每個重復(fù)單元上懸掛有熒光基團(tuán)芘。我們將主要討論其在不同溶劑中的結(jié)構(gòu),自組裝行為和光物理性能。
　　 通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)和開環(huán)聚合(ROP),合成了PHEMA為主鏈,以PLLA為側(cè)鏈的梳形PLLA。通過廣角X射線衍射(WAXD),小角X射線散射(SAXS)和差示量熱掃描(DSC)研究

3、了梳形PLLA的晶態(tài)結(jié)構(gòu)和熱性能。WAXD結(jié)果顯示,梳形PLLA側(cè)鏈的結(jié)晶為103螺旋結(jié)構(gòu)α晶型。通過一維相關(guān)函數(shù)方法對SAXS數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示,梳形PLLA的結(jié)晶片層厚度受結(jié)晶溫度和梳形分子結(jié)構(gòu)的控制。通過DSC研究了其結(jié)晶動力學(xué)和熔融行為。結(jié)晶動力學(xué)的研究表明,梳形PLLA的Avrami指數(shù)不隨結(jié)晶溫度變化；且高度支化的結(jié)構(gòu)降低了Avrami指數(shù)。熔融行為研究表明,梳形PLLA的熔融峰為雙峰,這是由于熔融過程的二次結(jié)晶造成的

4、。另外,我們將梳形PLLA與聚乙二醇進(jìn)行共混,研究了梳形結(jié)構(gòu)對共混物的相容性和晶態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。
　　 通過點(diǎn)擊化學(xué)和可逆加成裂解鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT),我們合成了不對稱雙親性梳形聚合物PGMA-g-Py/PNIPAM。該聚合物側(cè)鏈為親水的且具有溫敏性的PNIPAM,主鏈上懸掛有熒光基團(tuán)芘。通過凝膠滲透色譜(GPC),核磁共振(NMR),紅外吸收(FT-IR)等分析手段表征了該聚合物的分子結(jié)構(gòu)。我們使用熒光光譜的手段對該聚合物在良

5、溶劑四氫呋喃(THF)和選擇性溶劑水中的光物理性質(zhì)進(jìn)行了研究,并通過超靈敏差示量熱掃描(MDSC),透射電子顯微鏡(TEM),和動態(tài)光散射(DLS)研究了該聚合物在水中的自組裝行為和最低臨界溶解溫度(LCST)相轉(zhuǎn)變行為。在良溶劑中,其光物理行為在主鏈的線團(tuán)接觸濃度之上和之下有明顯區(qū)別:濃度較低時,芘基團(tuán)主要產(chǎn)生分子內(nèi)基激締合物；濃度較高時,芘基團(tuán)主要產(chǎn)生分子間基激締合物。在水溶液中,該聚合物組裝成了以帶有芘基團(tuán)的主鏈為壁,以PNIPA