嵌段共聚物PVP-b-PVTES的合成及表征.pdf

1、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合具有反應(yīng)速度相對(duì)較快,反應(yīng)條件簡(jiǎn)便,產(chǎn)物分子量可控、分子量分布較窄、結(jié)構(gòu)規(guī)整等優(yōu)點(diǎn),在嵌段共聚物的制備中得到廣泛使用。聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、絡(luò)合性、成膜性、低毒性、生物相容性和高分子表面活性,因此在生物醫(yī)學(xué)、食品加工和日用化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用；有機(jī)硅化合物具有良好的耐候性、絕緣性、疏水性、氣體透過(guò)性、潤(rùn)滑性、透明性、耐磨性、抗血栓性等優(yōu)異特性,其應(yīng)用深入到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域,將兩種單體嵌

2、段聚合可以獲得兼具各自優(yōu)異性能的材料。本文采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP),利用兩步法合成了嵌段共聚物聚乙烯基吡咯烷酮-b-聚乙烯基三乙氧基硅烷,對(duì)正、反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)的影響因素、反應(yīng)的聚合機(jī)理進(jìn)行分析,并對(duì)大分子引發(fā)劑及嵌段共聚物進(jìn)行了表征。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　 ⑴以AIBN作引發(fā)劑,FeCl3和PPh3組成的混合體系為催化劑,利用反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(RATRP),引發(fā)NVP單體本體聚合?？疾旆磻?yīng)時(shí)間

3、,反應(yīng)溫度,催化劑和配體之比,引發(fā)劑與單體之比等因素對(duì)聚合反應(yīng)的影響。結(jié)果表明:反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí),反應(yīng)溫度為80℃的條件下,反應(yīng)物比例為nNVP:nAIBN:nFeCl3:nPPh3=200:1:2:4時(shí),聚合物PDI相對(duì)較低。
　　 ⑵用上述方法反應(yīng)得到聚合物PVP,通過(guò)凝膠滲透色譜(GPC)、紅外光譜(FTIR)、核磁共振(1H-NMR)等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。結(jié)果表明NVP本體聚合中的反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(RATRP)符合一級(jí)

4、動(dòng)力學(xué),聚合過(guò)程中自由基的濃度保持恒定,顯示了活性聚合的特征；GPC測(cè)試表明所得產(chǎn)物的數(shù)均分子量(M)n可以隨條件的改變而改變,即產(chǎn)物的分子量可控,并且所得的分子量分布(M)w/(M)n較窄；紅外光譜測(cè)試表明NVP上的C=C發(fā)生了斷裂,單體發(fā)生了聚合；核磁共振譜表明聚合物的端基存在Cl原子。通過(guò)以上分析證實(shí)了NVP的聚合反應(yīng)屬于反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合,并證明了文中所提出的反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合機(jī)理的正確性。
　　 ⑶通過(guò)第一步反

5、應(yīng)得到端基為氯原子的聚合物PVP-Cl,以此大分子為引發(fā)劑,FeCl2和PPh3的混合體系為催化劑,引發(fā)乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合。考察溶液聚合時(shí)反應(yīng)時(shí)間,反應(yīng)溫度,大分子引發(fā)劑用量,大分子引發(fā)劑分子量大小等因素對(duì)聚合反應(yīng)的影響。結(jié)果表明:以環(huán)己酮做溶劑,反應(yīng)時(shí)間為12小時(shí),反應(yīng)溫度為60℃,大分子分子量較小,當(dāng)反應(yīng)物比例為nVTES:nPMMA-Cl:nFeCl3:nPPh3=100:1:1:2時(shí),得到分子量分