基于PCL的四臂星型聚合物的合成

摘要

可控自由基聚合(CRP)是高分子科学和工程的一个重要领域。CRP是一种“伪活性”自由基聚合。在一个聚合反应过程中,如果不存在增长链的终止或转移,这个聚合反应就可以称为活性聚合。目前,使用最为广泛和有效的可控自由基聚合是(1)稳定自由基聚合(SFRP),最具有代表性的是氮氧稳定自由基聚合(NMP)；(2)金属催化剂原子转移自由基聚合(ATRP)；(3)可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)。过去几十年中,随着可控自由基聚合及离子聚合的发展,设计和制备出许多具有复杂结构的聚合物,如梳型,星型,树枝状和超支化聚合物等。本文利用可控/“活性”自由基聚合的方法合成了一系列结构新颖的基于ε-己内酯(PCL)的四臂星状聚合物。主要结果如下:
　　 1.通过配位-插入开环聚合和原子转移自由基聚合技术(ATRP)合成了两亲性四臂星型两嵌段聚合物PCL4-b-PAA4及三嵌段聚合物PCL4-b-PAA4-b-PNIPAM4。首先通过配位-插入开环聚合得到四臂星型聚合物PCL4,PCL4的末端羟基与2-溴异丁酰溴发生酯化反应,得到大分子ATRP引发剂,引发丙烯酸叔丁酯(tBA)聚合,然后把得到的星型两嵌段PCL4-b-PtBA4水解,得到两亲性星型嵌段共聚物PCL4-b-PAA4。用上述方法合成的PCL4-b-PtBA4,用顺序投料的办法接入第三嵌段聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),得到三嵌段的PCL4-b-PAA4-b-PNIPAM4。对中间产物及最终产物进行详细表征。
　　 2.综合利用配位-插入开环聚合、ATRP和一种新型的偶和方法即原子转移自由基氮氧自由基偶合反应(ATNRC)制备出一种新型的四臂星型两亲性三嵌段共聚物PCL4-b-PS4-b-PEO4。首先,制备出四臂星型的PCL4,用2-溴异丁酰溴使PCL4的末端羟基酯化,以此作为ATRP大分子引发剂引发苯乙烯聚合,得到星型两嵌段的PCL4-b-PS4。另外,用用4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(HTEMPO)引发环氧乙烷聚合得到TEMPO-PEO。TEMPO-PEO中的TEMPO可用于调控四臂的PCL4-b-PS4,这样,成功制备出星型四臂三嵌段共聚物PCL4-b-PS4-b-PEO4。

目录

文摘

英文文摘

第一章 概述

1.1 活性聚合反应

1.1.1 活性阴离子聚合

1.1.2 活性阳离子聚合

1.1.3 可控/“活性”自由基聚合

1.1.4 开环聚合

1.1.5 ATNRC

1.2 星型结构聚合物

1.3 本课题研究内容和意义

第二章 新型星型两亲性嵌段聚合物PCL4-b-PAA4及PCL4-b-PAA4-b-PNIPAM4合成与表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂及仪器

2.2.2 星型聚合物PCL4的合成

2.2.3 星型ATRP大分子引发剂(PCL-Br)4的合成

2.2.4 合成星型共聚物PCL4-b-PtBA4,并水解得到PCL4-b-PAA4

2.2.5 星型共聚物PCL4-b-PAA4-b-PNIPAM4的合成

2.3 结果与讨论

2.3.1 星型聚合物PCL4的合成与表征

2.3.2 星型ATRP大分子引发剂(PCL-Br)4的合成与表征

2.3.3 星型嵌段共聚物PCL4-b-PAA4的合成与表征

2.3.5 星型聚合物PCL4-b-PAA4-b-PNIPAM4的合成与表征

2.4 本章小结

第三章 两亲性星型三嵌段共聚物PCL4-b-PS4-b-PEO4的合成与表征

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂及仪器

3.2.2 星型聚合物PCL4-b-PS4的合成

3.2.3 二苯甲基钾(DPMK)的制备:

3.2.4 TEMPO-PEO的合成

3.2.5 星型两嵌段聚合物PCL4-b-PS4的合成

3.2.6 星型三嵌段聚合物PCL4-b-PS4-b-PEO4的合成

3.3 结果与讨论

3.3.1 TEMPO-PEO的合成与表征

3.3.2 星型两嵌段聚合物PCL4-b-PS4的合成与表征

3.3.3 ATNRC法合成星型三嵌段聚合物PCL4-b-PS4-b-PEO4

3.4 本章小结

参考文献

个人简历

致谢