高密度兩親性接枝聚合物刷的合成及其自組裝.pdf

1、聚合物刷因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性和應(yīng)用前景，近十年年來(lái)成為高分子化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，結(jié)構(gòu)規(guī)整可控的接枝聚合物刷的合成一直是高分子化學(xué)上的一道難題，隨著各種活性可控聚合反應(yīng)技術(shù)的成功發(fā)現(xiàn)，使得制備各種結(jié)構(gòu)精確的接枝聚合物刷成為可能。對(duì)于兩親性共聚物在選擇性溶劑中的自組裝已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，但目前為止，側(cè)鏈交替兩親性接枝聚合物刷的研究很少，研究其在選擇性溶劑中的自組裝行為則鮮有報(bào)道。本論文合成了側(cè)鏈交替兩親性接枝聚合物刷，它在主鏈每個(gè)單體單元

2、上均含有一條親水的和一條疏水的接枝鏈，因此其接枝密度很高。另外，還考察了此聚合物刷在混合溶劑(THF/H2O)中的膠束行為。 根據(jù)分子設(shè)計(jì)，首先合成了一種三官能化單體。此三官能化單體不僅是開(kāi)環(huán)易位聚合(ROMP)的聚合單體，又是開(kāi)環(huán)聚合(RDP)和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)的引發(fā)劑。通過(guò)1H NMR、13C NMR、GC-MS等現(xiàn)代分析測(cè)試手段對(duì)合成的單體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征，確認(rèn)為目標(biāo)產(chǎn)物。 從合成的三官能化單體

3、開(kāi)始，通過(guò)三種可控聚合方法ROP、ROMP和ATRP的順序聯(lián)用，合成了一種新型兩親性接枝聚合物刷。具體三個(gè)步驟如下：第一步，用降冰片烯環(huán)上的羥基引發(fā)ε-己內(nèi)酯(ε-CL)的開(kāi)環(huán)聚合，生成末端含降冰片烯的大分子單體，其一個(gè)側(cè)基含溴，另一條側(cè)鏈為聚己內(nèi)酯(PCL)接枝鏈，作為疏水段。第二步，具有高環(huán)張力的降冰片烯大分子單體進(jìn)行開(kāi)環(huán)易位聚合，生成聚合物主鏈，每個(gè)單體單元上均含有一條PCL鏈和一個(gè)溴官能團(tuán)。第三步，用含溴的ROMP聚合物作為大分

4、子引發(fā)劑引發(fā)DMAEMA的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合，生成結(jié)構(gòu)確定的高密度兩親性接枝聚合物刷，其主鏈每個(gè)單體單元上均含有一條疏水性PCL接枝鏈和一條親水性PDMAEMA接枝鏈。用GPC、NMR對(duì)各步反應(yīng)產(chǎn)物的分子量、分子量分布及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征，分別確認(rèn)為預(yù)期結(jié)構(gòu)的聚合物。我們還對(duì)三種聚合反應(yīng)條件進(jìn)行了探索和優(yōu)化，結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了較合適的聚合反應(yīng)條件。 最后，研究了此類(lèi)高密度兩親性接枝聚合物刷的自組裝行為。利用動(dòng)態(tài)激光