【摘 要】
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两亲性嵌段聚合物是指分子结构中拥有的嵌段包括亲水链段和疏水链段的一类聚合物,两个链段的化学性质不同允许材料在选择性溶剂中或在本体状态下自组装,可以得到包括球形,圆柱体,薄片,囊泡等结构。本文采用原子转移自由基聚合（ATRP）法制备一系列具有不同疏水-亲水链段比例的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯（PS-b-PHEMA）双嵌段共聚物,研究了两亲性嵌段聚合物的自组装行为对静电纺丝法制膜的影响、蜂窝状多
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两亲性嵌段聚合物是指分子结构中拥有的嵌段包括亲水链段和疏水链段的一类聚合物,两个链段的化学性质不同允许材料在选择性溶剂中或在本体状态下自组装,可以得到包括球形,圆柱体,薄片,囊泡等结构。本文采用原子转移自由基聚合（ATRP）法制备一系列具有不同疏水-亲水链段比例的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯（PS-b-PHEMA）双嵌段共聚物,研究了两亲性嵌段聚合物的自组装行为对静电纺丝法制膜的影响、蜂窝状多孔膜的有序化制备及制备的多孔膜规整度和孔径大小的影响因素。具体内容有以下三个方面:1.通过ATRP法制备单端带有C-Br键的聚苯乙烯（PS-Br）大分子引发剂,继续引发甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）制备得到PS-b-PHEMA双嵌段聚合物,探究反应温度及时间、反应溶剂体系及用量、单体引发剂配比等因素对合成两亲性嵌段聚合物的影响,并确定合成PS-b-PHEMA嵌段聚合物的最佳反应条件。GPC、~1H-NMR、FITR等表征结果证明了双嵌段聚合物的成功合成。合成的PS-b-PHEMA两亲性聚合物分子量在38K-70K之间,PHEMA嵌段的聚合度占比范围为2.4%-39.9%,PDI均小于1.3,具有较好的单分散性。2.以DMF（N,N-二甲基甲酰胺）为溶剂,利用静电纺丝法将合成的聚合物PS-Br、PS480-b-PHEMA12、PS395-PHEMA83制备成膜,纺丝纤维直径随着纺丝电压的增大而减小,添加介电常数较低的THF（四氢呋喃）和异丙醇与DMF作为混合溶剂纺丝时,会导致纤维直径的增加。在DMF溶剂中加入PS嵌段的选择性溶剂THF静电纺丝时,THF的添加会使纤维膜表面疏水性的C-C键含量增加导致纤维膜疏水性增加。在DMF中加入PHEMA嵌段的选择性溶剂异丙醇作为混合溶剂静电纺丝时,随着异丙醇添加比例的增加,嵌段聚合物PS480-b-PHEMA12和PS395-PHEMA83自组装胶束结构会发生变化,从而导致了纺丝纤维形貌的变化。添加异丙醇（PHEMA段选择性溶剂）的含量由0wt%至40wt%时,PS-b-PHEMA自组装胶束由较长的PS壳和PHEMA核结构变为较短的PHEMA壳和PS核结构,此时由于链缠结减小导致溶剂黏度极剧下降,导致电场力远大于粘性力和表面张力,纺丝的形貌为珠粒状。而PHEMA的壳结构为纤维膜表面提供了羟基,导致纤维膜由疏水（DMF/异丙醇=100/0）变为亲水性（DMF/异丙醇=60/40）。3.利用水滴模板法制备了PS-Br和PS-b-PHEMA多孔膜,研究了溶剂种类、溶液浓度、亲水嵌段占比对形成多孔膜形貌和孔径大小的影响。研究结果表明:两亲性嵌段聚合物PS-b-PHEMA由于含有亲水性的官能团羟基,相较于均聚物PS-Br更适合用来制备均孔膜。比挥发速度高且与水有良好相容性的溶剂CH2Cl2可制备出形貌规则,孔径大小均一的蜂窝状多孔膜,且孔径大小随着溶液浓度的增加而减少。使用PS-b-PHEMA在水滴模板法制膜时,其亲水嵌段占比过高（17.4%）或过低（0%）均不能制备出规则形貌的多孔膜,含有6%的PHEMA占比的嵌段聚合物PS470-b-PHEMA30制备的多孔膜形貌较规则。
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