温度与金属离子双重刺激响应性超支化聚三唑

摘要

本文利用AB2单体中炔键与叠氮基团的连续点击化学反应，合成了含寡聚乙二醇封端的超支化聚三唑。GPC测试表明，聚合物分子量高(Mn=164kDa)，分子量分布较窄(Mw/M=1.65);红外光谱和核磁共振谱表征，证明聚合物的成功合成。聚合物中存在大量的亲、疏水基团，亲／疏水平衡赋予聚合物水溶液温度响应性。聚合物链与水分子形成氢键，低温时，呈水溶状态，加热破坏氢键结构，链收缩坍塌，分子内（间）聚集加强，出现相分离，透过率下降，表现为浊点(CP)变化。当聚合物溶液浓度从0.02wt%增加至2wt%时，浊点从35.8℃降至32.2℃。由于超支化聚合物的逐步脱水机理，在低浓度下，聚合物溶液表现出缓慢的相转变过程，随聚合物浓度的提高，分子间聚集更加容易，相转变过程加快，高温导致更多聚合物分子发生聚集而从体系中沉淀出来，这使聚合物的回收利用更为方便。聚合物中大量的乙氧基和三唑单元可分别与硬、软金属离子作用，形成带正电的配合物，静电斥力的存在能有效地抵抗聚合物链的塌陷与分子间聚集，根据软硬酸碱理论和欧文-威廉姆斯化学序列，不同金属离子形成的配合物稳定性不同，同时，水分子与金属离子形成水合作用，在加热情况下，稳定性差的体系在加热到特定温度时，配合物结构发生改变，金属离子离去，进入水相，聚合物塌陷聚集，导致相分离，表现为浊点的差异，故聚合物溶液表现出金属离子刺激响应性。