序列可控功能性聚合物合成及性能研究

摘要

随着高分子科学对功能化聚合物的深入研究，从结构与性能构效关系研究着手，揭示聚合物分子间及分子内相互作用，是高分子科学研究的重点内容。序列可控功能性聚合物具有特定的序列结构及性能而备受关注，然而，目前序列可控聚合物合成较为困难，因此序列结构与性能关系的研究鲜有报道。 本论文在课题组前期研究基础上，进一步通过活性阴离子聚合法，设计合成链中硅氢基团（SiH）功能化的序列可控功能性聚合物，包含SiH官能化的聚苯乙烯（PVPDMS）的连续序列（Uniform，简称Uni-）以及苯乙烯（St）和1,1-二苯基乙烯（DPE）衍生物共聚制备的交替（Alternative，简称Alt-与qua-Alt-）、渐变（Gradual，简称Gra-）以及间隔（Interval，简称Int-）序列结构。基于上述硅氢功能化序列可控聚合物主链，通过高效便捷的硅氢加成方法，制备了序列可控的侧链型液晶聚合物（SCLCPs）以及荧光聚合物（FPs），并探究序列结构与液晶性能及荧光性能的关系： 1、基于四类序列可控硅氢功能化的主链，通过硅氢加成方法，分别接枝三种不同间隔基的胆甾醇液晶单体，成功制备了序列可控侧链型液晶聚合物，考察了主链序列结构与间隔基对所制备液晶聚合物液晶性能的影响。液晶相温度区间ΔT与液晶性结果呈现Uni-SCLCPs＞Alt-/qua-Alt-SCLCPs＞Gra-SCLCPs＞Int-SCLCPs规律；此外，包含长链间隔基的SCLCPs展现了较好的去耦作用与液晶性能，其中，含酰氧基间隔基的SCLCPs的清亮点温度（Ti）和液晶相温度区间（ΔT）比含氧基间隔基的SCLCPs均高10-20℃。 2、基于四类序列可控主链，分别接枝了两种荧光性不同的香豆素单体，成功制备了荧光基团序列可控的荧光聚合物，并研究不同结构的荧光单体与主链序列结构对荧光聚合物荧光性能的影响。对单体与两个系列荧光聚合物分别进行定性的最大荧光强度（FL）与定量的荧光量子产率（ΦF）对比分析，结果表明：香豆素4位甲基的引入可以极大地提高荧光性能，即荧光性Mb＞Ma，FPs-Mb＞FPs-Ma；随主链序列结构的变化，聚合物的荧光性能呈现规律为Alt-/qua-Alt-FPs＞Gra-FPs～Uni-FPs＞Int-FPs。

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