论文部分内容阅读
刷形聚合物一般是指将聚合物分子链的一端以侧链的形式连接于聚合物主链上,并且相邻侧链之间间隔距离相等的一类接枝聚合物。与相应的线形聚合物相比,它具有一些独特的物理化学性质,如较小的流体力学直径、低溶液与熔融粘度、低结晶度以及低玻璃化转变温度等。此外,若在接枝侧链中引入与主链不同的化学组成时,刷形共聚物会产生相分离,并发生自组装形成独特的超分子纳米结构。常用于合成刷形聚合物的方法主要有“大分子单体聚合法”、“接枝侧链到主链法”以及“从主链长出侧链法”。本论文将活性负离子聚合(LAP)与开环易位聚合(ROMP)相结合,采用大分子单体共聚法简单有效合成出两类基于聚苯乙烯的刷形共聚物,并对它们的结构进行详细考察,主要研究内容如下:(1)基于聚苯乙烯和聚异戊二烯的刷形共聚物的合成及结构表征首先,通过活性负离子聚合制备羟基封端的聚苯乙烯(PS-OH)和聚异戊二烯(PI-OH);然后,分别利用它们与降冰片烯羧酸发生酯化反应合成两种降冰片烯封端的大分子单体PS-Nor和PI-Nor;最后,通过改变两种大分子单体的投料比例和投料方式,利用开环易位聚合获得具有不同侧链比例和排列顺序的刷形嵌段共聚物P(PS)-b-P(PI)和P(PS)-b-P(PI)-b-P(PS)以及刷形无规共聚物P(PS)-co-P(PI)。通过核磁共振波谱(1H-NMR、13C-NMR)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对所合成聚合物的化学结构、分子量及分子量分布进行表征;利用热失重分析(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)表征聚合物的热分解温度和玻璃化转变温度(Tg)。(2)基于聚苯乙烯和聚乙二醇的两亲性刷形共聚物的合成及结构表征首先,利用羟基封端的聚乙二醇与降冰片烯羧酸发生酯化反应制备降冰片烯封端的大分子单体PEG-Nor;随后,通过改变两种大分子单体PEG-Nor和PS-Nor的投料比例和投料方式,利用开环易位聚合制得具有不同侧链比例和排列顺序的两亲性刷形嵌段共聚物P(PS)-b-P(PEG)以及刷形无规共聚物P(PS)-co-P(PEG)。通过核磁共振波谱(1H-NMR、13C-NMR)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和凝胶渗透色谱(GPC)表征聚合物的化学结构、分子量及分子量分布;进一步利用热失重分析(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)对聚合物的热分解温度和玻璃化转变温度(Tg)进行研究。综上所述,我们设计合成了两类具有不同化学组成(PS/PI和PS/PEG)和不同侧链排列顺序(嵌段和无规)的刷形共聚物,详细表征了聚合物的化学结构,并初步考察了分子参数对聚合物热性能的影响,本研究进一步丰富了结构规整刷形共聚物的合成方法学。