含伯胺侧基的水溶性聚合物的快捷精确合成及其功能化衍生

摘要

双重或多重响应的水溶性智能高分子是近年来研究的热点,本论文合成了单体2-氨乙基甲基丙烯酰胺盐酸盐(AEMA)及6-氨己基甲基丙烯酰胺盐酸盐(AHMA)。通过可见光活化室温水溶液RAFT聚合,精确快捷合成低分子量的含伯胺侧基的聚合物,利用这种聚合方法合成了含伯胺侧基的水溶性聚合物,并通过其与丙烯酸酯的Michael加成反应进行功能化衍生,得到了具有温度和pH双重响应的水溶性聚合物。研究结果表明,水溶液RAFT聚合具有很强的pH依赖性,链转移基团在碱性水溶液中很快氨解。由此,聚合反应只能在弱酸性条件下进行。在可见光辐照下,水溶液RAFT聚合在聚合初期反应迅速。然而,在相对高的转化率(例如,超过40~50％)时,GPC流出曲线显示出现了一肩峰。聚合反应必须在较低转化率时就终止,才能得到分子量可控的聚合物。周期性的间歇性光照实验结果表明,对于RAFT聚合合成含伯胺侧基的聚合物的反应体系,可见光可实时开启与终止聚合反应。在中性或碱性水溶液中,PAEMA的链转移基团降解迅速。然而,加入N-(2-丙烯酰氧乙基)吡咯烷酮(NAP)后,氨解明显变缓,在25℃下反应5小时,仍有82.5%的链转移基团保留。PAEMA与丙烯酸酯的Michael加成反应,首先快速生成一加成产物,然后缓慢生成二加成产物。温度对Michael加成反应的影响不大。PAEMA以及其与NAP、甲基丙烯酸甲酯(MA)的Michael加成的二加成产物PAEMA-NAP、PAEMA-MA,它们的pKa分别为10.3,8.8,9.0。PAEMA-MA在水溶液中同时具有温度和pH响应。

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第1章 绪论

1.1 伯胺基团的有机化学反应及其在高分子领域的合成及应用

1.2 水溶性智能高分子

1.3 可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT聚合)

1.4 本论文的目的、意义、可行性分析和研究内容

第2章 单体、链转移剂的合成与表征以及链转移剂的pH稳定性研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 AEMA与AHMA的可见光活化室温水溶液RAFT聚合

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 含伯胺侧基的聚合物与丙烯酸酯的Michael加成反应

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表论文