三維有序大孔聚烯烴材料的制備及其功能化.pdf

1、近年來，由于三維有序大孔材料(three-dimensionally ordered macroporous，3DOM)在光子晶體、傳感器、吸附分離介質(zhì)、催化劑的負載以及色譜材料等領域的應用，引起了化學、物理學術(shù)界的廣泛關注。本論文采用直接模板法，通過不同聚合方式及填充方式分別制備了三維有序大孔間規(guī)聚乙烯基芳烴(3DOM sPVAH)、三維有序大孔聚乙烯(3DOM PE)、三維有序大孔聚苯乙烯(3DOM PS)以及三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙

2、烯(3DOM CLPS)。對制備的3DOMPVAH和3DOM CLPS進行功能化研究，分別通過氯甲基化反應以及表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)接枝功能化方法在有序孔材料的孔壁引入功能基團或功能聚合物鏈段。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下： (1)3DOM PVAH功能化。采用直接功能化法，以p-甲基苯乙烯為聚合單體前驅(qū)物，利用配位聚合方式制備三維有序大孔間規(guī)聚p-甲基苯乙烯材料(3DOM sPPMS)；此外，采用孔壁氯甲基化的后功能化

3、法將氯甲基功能基團引入孔壁表面，隨后利用二甲基胺與錨定在孔壁的氯甲基基團反應，以驗證這種功能化方法的通用性。在本研究中采用一種定量分析氯含量的測定方法，為隨后研究提供定量分析方法。 (2)采用氣相填充—聚合方式制備3DOM PE。利用不同粒徑的二氧化硅模板制備了孔徑在135～410nm范圍的3DOM PE。對所制備的材料進行光學特性、紅外光譜、核磁共振、掃描電鏡以及高效凝膠滲透色譜表征分析，并且探討了受限空間對聚乙烯性能的影響。

4、 (3)利用ATRP聚合方式，以二茂鈷(Cp2Co)作為催化劑，α-溴代異丁酸乙酯(EBiB)為引發(fā)劑，制備3DOM PS。對所制備的材料進行紅外光譜、核磁共振、掃描電鏡以及高效凝膠滲透色譜表征分析，探討受限空間對活性聚合的影響。 (4)采用自由基共聚方式制備孔徑在200～1020nm范圍內(nèi)的3DOM CLPS，利用氯甲基反應及后續(xù)功能基團反應，將氯甲基基團引入到孔壁，隨后以胺基鄰菲羅林與其反應，制備孔壁負載有鄰菲羅林的3DO

5、M CLPS。此外，將稀土發(fā)光配合物填充到3DOM CLPS中，探討其發(fā)光性能。 (5)通過表面ATRP接枝功能化方法，在研究4的基礎上，利用錨定在孔壁表面的氯甲基作為引發(fā)劑，分別在孔壁接枝聚甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚Ⅳ_異丙基丙烯酰胺0'NIPAm)、聚甲基丙烯酸-β-羥乙酯(PHEMA)、聚丙烯酸叔丁酯(PtBA)。PNIPAm接枝層是一種溫敏性聚合物，探討接枝有序孔材料作為智能材料的可行性。通過對PtBA接枝層進行水解，將