阴离子聚合控制聚合物立构规整性及其嵌段共聚物的合成研究

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论文针对阴离子聚合难以控制聚合物立构规整性的缺点,通过向聚合体系中加入合适的调节剂,尝试制备立构规整性聚合物,并对丁二烯、异戊二烯、苯乙烯的均聚与共聚进行了研究。以正丁基锂为引发剂,环已烷为溶剂,有机金属盐为结构调节剂,成功的合成出结晶性反式聚丁二烯及等规聚苯乙烯,并在此基础上,进行了合成具有立构规整嵌段的共聚物方面的相关研究工作,取得了良好的效果。研究发现:将十二烷基苯磺酸钡作为调节剂,用于丁二烯的聚合,可以得到以反式结构为主的聚丁二烯,而且随十二烷基苯磺酸钡用量的增大,阻聚效应愈明显。为获得高反式结构含量的聚丁二烯,反应必须在较高温度(90℃)下进行,转化率100%,聚合物一部分溶于环己烷,一部分从溶剂中析出,两者重量比约为1∶7。通过1H-NMR和IR对产物进行了表征,结果表明可溶部分1,2-结构含量为18.98%,1,4-结构含量为81.02%,不溶部分1,2-结构含量为43-40%,反式-1,4-结构含量为49.87%,顺式-1,4-结构含量为6.73%。对苯乙烯聚合的研究发现,用十二烷基苯磺酸钡或十二烷基苯磺酸钠作为调节剂,均可获得等规聚苯乙烯,实验证明溶剂、反应温度、聚合方式等因素均可影响产物的等规度。通过丁酮抽提、13C-NMR、DSC、高温GPC等于段对产物进行了表征,结果表明:在实验条件下,十二烷基苯磺酸钡对等规度的调节最高可达83.6%,十二烷基苯磺酸钠对等规度的调节最高可达77.4%。以十二烷基苯磺酸钠为调节剂,采用二步加料法合成了聚异戊二烯-等规聚苯乙烯嵌段共聚物(PI-b-iPS)。聚合物在环已烷溶剂中形成以立构规整段iPS为核,可溶段PI为壳的胶束,溶液终止后呈乳白色,粘度较小。通过粒度仪、AFM、SEM、TEM等手段对PI-b-iPS进行了表征,结果显示聚合物胶束具有自组装趋势,可形成空心球、带状聚集体。另外,在广泛借鉴前人研究工作的基础上,对反式聚丁二烯、iPS的生成机理进行了初步探讨。
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