關于梯度共聚物合成和性能的一些理論研究.pdf

1、梯度共聚物是指共聚單體組成沿大分子鏈長呈一定梯度分布的聚合物，從廣義上講，嵌段共聚物和無規(guī)共聚物是梯度共聚物的特例。由于鏈段組成的梯度變化，梯度共聚物具有獨特的溫度、力學響應以及界面性能，在阻尼材料和共混物相相容劑上有很大的應用潛力。本文的工作主要是回答兩個問題：(1)梯度共聚物如何制備，如何精確控制其組成分布；(2)梯度共聚物有怎樣的性能，不同的組成分布對其性能有怎樣的影響。 第一部分工作是針對一些活性自由基聚合動力學方面的基

2、本問題進行研究，這是合成梯度共聚物的基礎。首先建立了可逆加成-斷裂鏈轉移(RAFT)均聚合過程在分隔體系——細乳液聚合體系中的動力學模型。通過理論推導和實驗結果的比較，分析了RAFT細乳液聚合出現(xiàn)緩聚現(xiàn)象的原因。并通過分隔體系構筑，對RAFT聚合機理進行辨識，同時給出了準確測量RAFT平衡常數(shù)的方法。后，對RAFT共聚合過程做了理論描述，給出了表觀平衡常數(shù)的表達式，并討侖其對共聚合速率的影響。接著，將上述共聚合模型推廣到RAFT交聯(lián)過程

3、中，給出了凝膠點的判據(jù)和凝膠轉化率的解析表達，考察了分子內交聯(lián)反應對凝膠轉化率的影響，并研究了支化分子支鏈數(shù)的分布。 第二部分工作是將化學工程中的反應器技術引入到活性自由基聚合過程中，來實現(xiàn)梯度共聚物的合成。通過分別對ATRP和RAFT共聚合過程的模擬，討論了利用程序化單體滴加的半連續(xù)操作來控制共聚物組成分布的可行性。設定的共聚物結構包括組成均一的、線性的、雙曲線形的梯度共聚物以及含梯度部分的多嵌段聚合物等多種形式。本部分還對半

4、連續(xù)反應過程中的一些動力學問題進行了考察和解析分析。 第三部分工作應用高分子統(tǒng)計力學的知識對梯度共聚物/均聚物三元共混體系的相行為進行了研究。首先利用de Gennes提出的無規(guī)相近似(Random PhaseApproxiamtion)研究了共混體系的臨界現(xiàn)象，確定了Lifshitz點的位置及其物理屬性與鏈梯度結構間的關系；其次利用自恰場理論(Self-consistent FieldTheory)計算了不同梯度共聚物共混體系