支链分布和溶剂效应如何影响超支化高分子的构象行为

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超支化高分子是一类重要的支化型拓扑高分子,由于无规支化结构特征所赋予的低粘度、弱缠结、高末端功能度等优点,其已在高性能涂料、生物粘合剂、新型载体等方面受到了广泛的关注。而链构象是高分子区别于小分子体系最为独特的特征,高分子材料的宏观特性正是所有微观构象态的平均反映。对于超支化高分子而言,无规支化结构的引入使得高分子链具有整链和支链双重结构参数,因此构象对链结构的依赖关系更为复杂,但长期以来,超支化高分子构象研究的实验进展却远落后于理论。本博士论文通过制备若干具有均一支链长度的“完美”超支化模型样品,并将激光光散射技术和三重尺寸排除色谱表征方法相结合,针对支化图案和排除体积效应对柔性超支化链在稀溶液中构象行为的影响规律开展研究,所取得的主要成果包括以下几个方面:1.阐明了支链长度及其分布对超支化高分子构象性质的影响机制。长期以来,V型和Y型大单体法是合成长链超支化高分子最为常用的两种策略,但不同策略会导致高分子支化图案及结构的显著不同,支链长度及其分布对超支化高分子构象性质的影响规律长期未能明确。本工作通过结合原子转移自由基聚合(ATRP)和叠氮-炔基click反应,制备了 V型(B~~~A~~~B)和Y型(A~~~B2)聚苯乙烯大单体,对比研究了大单体结构对超支化高分子链间click聚合动力学、高分子支化结构和溶液构象性质的影响规律,其中~~表示长链,而A和B分别代表可偶联的叠氮和炔基基团。研究结果表明:i)由于拓扑结构差异,V型大单体具有更强的位阻屏蔽效应,造成链间聚合过程中更易发生链内环化,这揭示了空间位阻是调控链内环化和链间耦合过程相对速率的决定因素;ii)通过测量稀溶液中超支化高分子的特性粘数([η])和均方回转半径(<Rg>),建立了构象性质与整链分子量(Mt)和大单体分子量(Mm)间的标度关系,[η]=Kη,V/YMt0.40Mm0.25 和
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