原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法制備兩親性嵌段共聚物的研究.pdf

1、兩親性嵌段共聚物在選擇性溶劑中的自組裝行為,使其在諸多領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。而合成具有特定性能、結(jié)構(gòu)規(guī)整的嵌段共聚物對于獲得均勻形貌的自組裝體有著重要的意義。原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(ATRP)具有較強(qiáng)的分子設(shè)計(jì)能力,是合成分子量可控、分子量分布窄的嵌段共聚物最為有效方法之一。因此,本文利用ATRP技術(shù),分別以水和離子液體作為反應(yīng)介質(zhì),首先獲得末端帶有鹵原子的PMMA-Cl均聚物,以PMMA-Cl作為大分子引發(fā)劑,繼續(xù)引發(fā)第二單體苯乙烯的

2、ATRP聚合反應(yīng),獲得嵌段共聚物PMMA-b-PS。
　　 考察了水介質(zhì)中各因素對MMA的ATRP聚合反應(yīng)體系及可控性的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)Tw-80用量為4.O%,CuC1/EDA為1:2,BzCl用量為0.2g,反應(yīng)溫度為70℃,乳液體系穩(wěn)定且MMA的轉(zhuǎn)化率高達(dá)95.6%,分子量分布也較窄。在嵌段聚合過程中乳化劑用量為5.0%時(shí)才能獲得穩(wěn)定的乳液體系。根據(jù)GPC分析顯示:PMMA-Cl的分子量越小引發(fā)St發(fā)生聚合的速率越快

3、,2h內(nèi)St的轉(zhuǎn)化率高達(dá)86.3%,嵌段共聚物的分子量分布＜1.5,符合活性聚合的特征。采用FT-IR、1H-NMR、TGA表征了PMMA-b-PS的結(jié)構(gòu)為嵌段結(jié)構(gòu)。
　　 離子液體[Bmim]PF6和[Amim]Cl使催化體系處于均相的催化環(huán)境中,但與單體MMA分別形成均相和非均相的反應(yīng)體系。考察了引發(fā)劑類型B2Cl和CCl4對MMA反應(yīng)體系可控性和聚合速率的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:兩種體系中聚合均呈一級反應(yīng)特征,CCl4的引發(fā)速

4、率較快于BzCl:[Amim]Cl中的聚合可控性較好,所得聚合物分子量分布均在1.3～1.4之間,略優(yōu)于均相體系。探討了MMA在[Amim]Cl非均相體系中的ATRP反應(yīng)特點(diǎn)及其聚合機(jī)理:[Amim]Cl是MMA的ATRP反應(yīng)場所,有機(jī)相僅是單體和聚合物鏈的儲(chǔ)存?zhèn)}庫。同樣地,以合成的PMMA-Cl作為大分子引發(fā)劑在兩種離子液體中引發(fā)St的ATRP反應(yīng)進(jìn)行嵌段聚合,但[Bmira]PF6和[Amim]Cl中的嵌段聚合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率均較低。<