兩親性嵌段共聚物的合成及其在離子液體[BMIM][PF-,6-]中的自組裝研究.pdf

1、設(shè)計(jì)、合成各種具有明確結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物并且研究它們的物理化學(xué)性能，一直以來(lái)都是高分子科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，結(jié)構(gòu)明確的兩親性嵌段共聚物可以通過(guò)很多種聚合方法來(lái)制備，如陰離子聚合、可控/活性自由基聚合等。在過(guò)去的十年里，活性陰離子開(kāi)環(huán)聚合和活性/可控自由基聚合技術(shù)的飛速發(fā)展，為利用多種單體合成結(jié)構(gòu)、分子量可控及窄分子量分布的嵌段共聚物提供了極大的便利。主要包括引發(fā)-轉(zhuǎn)移-終止劑法(Initiator-Transferagent-Termina

2、tot，Iniferter)、氮氧自由基調(diào)介聚合(NitroxideMediatedPolymerization，NMP)、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(AtomTransferRadicalPolymerization，AT-RP)和可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合(ReversibleAddition-FragmentationChainTransferRadicalPolymerization，RAFT)。本論文工作和主要結(jié)果如下：

3、1)ATRP法合成PSt-b-PAA及其在[BMIM][PF6]中的自組裝行為利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(ATRP)合成了兩親性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PSt-b-PAA)，使三種分子量不同的兩親性嵌段共聚物在離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([BMIM][PF6])中進(jìn)行自組裝，通過(guò)激光粒度分析儀(DLS)和透射電子顯微鏡(TEM)研究了聚合物在離子液體中自組裝的膠束尺寸和結(jié)構(gòu)形態(tài)。當(dāng)PSt的鏈段長(zhǎng)度一定時(shí)，膠束的形狀

4、主要依賴(lài)于PAA鏈的長(zhǎng)度。當(dāng)PAA鏈段較長(zhǎng)時(shí)，膠束呈球形；當(dāng)PAA鏈段較短時(shí)，則變成不規(guī)則的花生狀膠束。 2)RAFT法合成’PSt-PAA-PSt及其在[BMIM][PF6]中的自組裝行為用三硫代碳酸二(α，α'-二甲基-α-乙酸)酯(BDATC)作為鏈轉(zhuǎn)移劑，通過(guò)可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT)方法合成出三個(gè)不同嵌段比的兩親性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸-b-聚苯乙烯(PSt-b-PAA-b-PSt)。將這三個(gè)不同嵌

5、段比的兩親性嵌段共聚物在離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[BMIM][PF6]中進(jìn)行自組裝，用透射電子顯微鏡(TEM)觀察聚合物在離子液體中自組裝結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Pst的鏈段長(zhǎng)度固定時(shí)，膠柬的自組裝形態(tài)主要依賴(lài)于PAA鏈的長(zhǎng)度。當(dāng)PAA鏈段較長(zhǎng)時(shí)，膠束呈球形；PAA鏈段變得較短時(shí)，膠束的形態(tài)則由球形轉(zhuǎn)變?yōu)楹藲そY(jié)構(gòu)，并且膠束形態(tài)在25℃至100～C之間不受溫度影響。 3)PCL-PEG-PCL的合成及其在[BMIM][P

6、F6]中的自組裝行為采用辛酸亞錫為催化劑，以PEG為共引發(fā)劑引發(fā)CL開(kāi)環(huán)聚合，成功合成了四種分子量分布較窄的兩親性三嵌段共聚物。四個(gè)不同嵌段比的兩親性嵌段共聚物PCL-PEG-PCL在離子液體[BMIM][PF6]中可以自組裝成一定形狀的膠束，通過(guò)電鏡觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)PEG的鏈段長(zhǎng)度固定時(shí)，隨著共聚物中PCL鏈段長(zhǎng)度的變化，膠束的結(jié)構(gòu)形貌也發(fā)生改變。當(dāng)CL鏈段較短時(shí)，共聚物自組裝的形態(tài)主要以球形膠柬和核殼結(jié)構(gòu)的膠束為主；當(dāng)CL鏈段變得更長(zhǎng)時(shí)，

7、膠束的形態(tài)由球形轉(zhuǎn)變?yōu)榱~狀結(jié)構(gòu)和蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)。且膠束的形態(tài)在25℃至100℃之間不受溫度的影響。 4)PLA—PEG—PLA的合成及其在[BMIM][PF6]中的自組裝行為用聚乙二醇(PEG)和左旋丙交酯(L-LA)合成了不同比例的聚乳酸-聚乙二醇三嵌段共聚物(PLA-PEG-PLA)。四個(gè)不同嵌段比的兩親性嵌段共聚物在離子液體[BMIM][PF6]中可以自組裝成一定形狀的膠束，通過(guò)電鏡觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)PEG的鏈段長(zhǎng)度固定時(shí)，隨著共聚

8、物中PLA鏈段長(zhǎng)度的變化，膠束的結(jié)構(gòu)形貌也發(fā)生改變。當(dāng)LA鏈段較短時(shí)，共聚物自組裝的形態(tài)主要以球形膠束和核殼結(jié)構(gòu)的膠束為主；當(dāng)LA鏈段變得更長(zhǎng)時(shí)，膠束的形態(tài)由球形轉(zhuǎn)變?yōu)槟遗萁Y(jié)構(gòu)和蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)。且膠束的形態(tài)在25℃至100℃之間不受溫度的影響。 5)ATRP法合成PSt-PEG-PSt及其在[BMIM][PF6]中的自組裝行為采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法制得了一系列分子量可控且分子量分布窄的兩親性嵌段共聚物PSt-PEG-