含光敏基团线形梳状/星形梳状高支化聚丁二烯研究

摘要

光敏性树形聚合物是一种新型智能高分子材料，聚合物独特的三维结构给材料光敏性能带来的巨大影响引起了人们的广泛关注。高支化聚合物是继树枝状聚合物和超支化聚合物之后的一类新型树形聚合物，由于其兼具树枝状聚合物结构规整和超支化聚合物合成简便的优势而具有极大的功能化价值，但光敏性高支化聚合物的研究未见报道。本文结合活性阴离子聚合技术和“点击”化学方法合成了两类光敏性高支化聚丁二烯，系统考察了聚合物的高支化结构对材料光敏性能的影响，纵观全文总结如下:
　　(1)基于活性阴离子聚合技术设计合成了0-3代线形梳状及星形梳状高支化聚丁二烯(LGn-PB和SGn-PB，n=0-3);通过化学修饰在聚丁二烯链中引入叠氮基团，获得叠氮基团摩尔含量为17-22％的高支化聚丁二烯模板LGn-N3和SGn-N3(n=0-3)。通过考察分子支化参数可知:代数从0增加到3，LGn-PB和SGn-PB的结构逐渐变紧密;当代数相同时，LGn-PB和SGn-PB支化臂数及侧链长度相似但SGn-PB比LGn-PB结构更紧密。
　　(2)采用“点击”化学方法成功将炔基修饰的香豆素小分子和炔基修饰的螺吡喃小分子分别连接到LGn-N3和SGn-N3(n=0-3)上，获得含香豆素基团的高支化聚丁二烯LGn-C和SGn-C(n=0-3)及含螺吡喃基团的高支化聚丁二烯LGn-SP和SGn-SP(n=0-3)。
　　(3)研究LGn-C和SGn-C(n=0-3)的高支化结构对材料荧光性能的影响发现:香豆素基团的荧光量子产率（ΦF）从小分子的1.7％提高到LG1-C的7.3％和SG1-C的5.4％;不同代数产物的ΦF依次为ΦF(G1)＞ΦF(G2)＞ΦF(G3)＞ΦF(G0);聚合物结构较松散的LGn-C的ΦF较相同代数SGn-C的ΦF高。上述结果说明，LGn-C和SGn-C同时存在高分子链间/高分子链内荧光猝灭且材料的荧光性能受二者共同影响。
　　(4)研究LGn-C和SGn-C(n=0-3)的高支化结构对材料光致交联性能的影响发现:LGn-C和SGn-C的最大交联度(Ed,max)和最大恢复率（ET,max）均随代数增加而增大，聚合物结构较紧密的SGn-C较相同代数LGn-C的Ed,max更大且Er,max更高，其中SG3-C和LG3-C的Ed,max分别高达94.0％和92.8％。上述结果说明，LGn-C和SGn-C内同时存在高分子链间/高分子链内交联且材料的光致交联性能受二者共同影响。
　　(5)研究LGn-SP和SGn-SP(n=0-3)的高支化结构对材料光致变色性能的影响发现:与小分子螺吡喃相比，聚合物的增色速度变慢，褪色速度变快。代数从0增加到3，LGn-SP和SGn-SP的增色速度变慢，褪色速度变快;相同代数下，LGn-SP较SGn-SP的增色速度和褪色速度均慢。

目录

声明

摘要

主要符号表

1 绪论

1．1 树形聚合物的研究进展

1．1．1 树形聚合物的合成

1．1．2 树形聚合物的结构特征

1．1．3 树形聚合物的性能及应用

1．2 “点击”化学在树形聚合物功能化领域的应用

1．2．1 “点击”化学简介

1．2．2 “点击”外围功能化

1．2．3 “点击”内核功能化

1．3 光敏聚合物

1．3．1 香豆素类光敏聚合物

1．3．2 螺吡喃类光敏形聚合物

1．3．3 具有树形结构的光敏聚合物的研究进展

1．4 论文选题背景、意义及主要内容

2 含叠氮基团高支化聚丁二烯的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 原料及精制

2．2．2 实验方法

2．2．3 测试仪器

2．3 结果与讨论

2．3．1 LGn-PB和SGn-PB的合成及表征

2．3．2 LGn-N3和SGn-N3的合成及表征

2．4 本章小结

3 含香豆素基团高支化聚丁二烯合成及光性能的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验方法

3．2．3 测试仪器

3．3 结果与讨论

3．3．1 LGn-C和SGn-C的合成与表征

3．3．2 聚合物和小分子荧光性能的区别

3．3．3 聚合物形状和代数对荧光性能的影响

3．3．4 聚合物形状和代数对光致交联性能的影响

3．4 本章小结

4 含螺吡喃基团高支化聚丁二烯合成及光性能的研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂

4．2．2 实验方法

4．2．3 测试仪器

4．3 结果与讨论

4．3．1 LGn-SP和SGn-SP的合成与表征

4．3．2 聚合物和小分子光致变色性能的区别

4．3．3 聚合物形状和代数对光致变色性能的影响

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

创新点摘要

参考文献

致谢

作者简介

攻读博士学位期间科研项目及科研成果