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随着温室效应对环境的影响日益加重,人们需要找到一个合理有效地处理利用温室气体的主因CO2。从化学角度而言,CO2是一种化学性质十分稳定的化合物,这就增加了处理的难度。同时刺激响应高分子是近年来研究的热点。随着研究的深入,各种各样的响应性被开发应用,但是在研究的过程中,人们发现这种智能高分子同样具有条件复杂、合成困难等缺点。在两种需求下,二氧化碳刺激响应性应运而生。不同与以往的pH、热响应等,二氧化碳响应本质上就具有独特的优点。首先二氧化碳响应的可变因素是二氧化碳,通过调整二氧化碳的用量就可以改变体系的内部结构,进而改变体系的宏观性能。作为刺激源,稳定的气体二氧化碳是极为优异的,同时一般的二氧化碳响应性都是可逆的。本文通过原子转移可控自由基聚合(ATRP)的方法,以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)为CO2响应刺激单元,分别引入疏水的聚苯乙烯段和亲水的聚乙二醇段,研究嵌段聚合物的二氧化碳响应性及应用。本论文的工作包括以下两个方面：1.聚苯乙烯嵌段聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯合成及CO2响应性研究。采用原子转移自由基可控聚合法(ATRP),首先合成聚苯乙烯大分子引发剂,再利用大分子引发剂合成了二氧化碳响应的聚苯乙烯嵌段聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PS-b-PDMAEMA),通过电导率的变化证明了其CO2响应性的存在。同时,我们发现了在常温常压下PS-b-PDMAEMA因其独特的CO2刺激响应性可以与十二烷基硫酸钠(SDS)发生接枝反应,从而获得了结晶性显著增强的新型聚合物。采用核磁共振(NMR)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)及差示扫描量热分析(DSC)等手段对产物的结构和性能进行了表征,结果表明SDS与PDMAEMA中质子化的叔胺基团发生接枝反应,从而延长了侧链的长度,增加了聚合物的疏水性,致使其从溶剂中析出,而在析出的过程中,长的侧链引发规整排列,实现了结晶性的显著提升。2.聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯嵌段聚乙二醇嵌段聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯合成及CO2响应性研究。我们先使用溴乙酰溴改性聚乙二醇,获得了端基基团为α-卤代酯的聚乙二醇,其可作为ATRP聚合的引发剂,引发甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的聚合,进而合成了聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯嵌段聚乙二醇嵌段聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA-PEO-PDMAEMA).之后通过电导率、核磁氢谱的变化证实了聚合物PDMAEMA-PEO-PDMAEMA具有CO2响应性。我们将其用于纳米粘土laponite. PF127的水溶液中。混合体系表现出更为显著的CO2响应性,具有低粘度的可流动水溶液在通入CO2后转变高粘度不可流动的凝胶体系。通入CO2后DMAEMA段质子化促使三嵌段共聚物两端带正电成为了和侧面带有负电的纳米粘土连接的桥梁,进而形成了物理的网络结构。在宏观上,体系表现为溶液-凝胶的转变。并且可以通过通入氮气的方法排除CO2,实现凝胶转变为溶液的逆过程。形成的cO2刺激响应凝胶表现出优异的自修复性及特殊的延迟性。