通过活性阴离子聚合和原子转移自由基聚合相结合制备新型梳形聚合物

摘要

梳形聚合物作为一类具有特殊链构造的高分子，可用作热塑性弹性体、稳定剂、分离用薄膜、水凝胶、药物载体等，也可用来制备纳米材料，因此这类聚合物的分子链构造设计越来越引起人们的关注。 结构清楚的梳形聚合物通常采用活性聚合的方法来合成。在众多的活性聚合方法中，活性阴离子聚合发展得最为成熟，是迄今进行高分子链构造设计的最佳方法，但是可聚合单体的范围有限。原子转移自由基聚合(ATRP)虽然发展较晚，但是反应条件温和，单体选择范围很宽。 本文综合上述两种聚合方法的优点，选择活性阴离子聚合与ATRP相结合制备了三种具有新型链构造的梳形聚合物：高支化梳形聚合物，梳形离聚物和蜈蚣形聚合物。主要研究内容和结果如下： 1．通过ATRP聚合4-乙烯基苄氧基二苯甲酮，合成了含二苯甲酮侧基的聚苯乙 烯，然后利用Wittig反应，将二苯甲酮基团定量的转化为二苯基乙烯(DPE) 基团，得到含DPE侧基的聚苯乙烯主链。利用类似方法还合成了含环氧侧基 的聚苯乙烯主链。用红外光谱(IR)、核磁氢谱(<'1>H NMR)和凝胶渗透色谱 (GPC)等测试方法对这两种含侧基官能团的主链聚合物分别进行了详细表 征，证明得到了分子量可控的、窄分布的含DPE侧基和环氧侧基的聚苯乙烯。 2．利用活性聚苯乙烯阴离子(PSLi)与含DPE侧基的聚苯乙烯进行偶联反应，制 备了每个重复单元含一条侧链的高支化梳形聚苯乙烯。用IR、<'1>H NMR、GPC 和SLS(光散射)等测试方法对其进行了详细表征，并讨论了PSLi与DPE基 团的比例和主链与侧链的分子量等因素对接枝率的影响，结果表明PSLi与 DPE官能团的偶联反应是定量的，可以通过调节PSL与DPE官能团的加料 比来控制接枝率。 3．PSLi与含DPE侧基的聚苯乙烯主链进行偶联反应，生成的二苯基甲基阴离 子可进一步与亲电试剂N，N-二甲氨基-3-氯丙烷反应。得到含氨基的高支化 梳形聚合物。用盐酸对其进行季铵化反应后形成含阳离f的梳形离聚物。用 <'1>H NMR、GPC和滴定等方法对其结构和官能化产率进行了详细表征。氨基 滴定的结果表明，氨基官能化产率足定量的。离聚物在水溶液中可以自组装形成胶束。 4．PSLi或者活性聚异戊二烯(PILi)与含DPE侧基的聚苯乙烯主链进行偶联反 应，生成的二苯基甲基阴离子可继续引发聚合第三单体甲基丙烯酸甲酯 (MMA)，得到A2B型蜈蚣形聚合物PS-PS-PMMA和ABC型蜈蚣形聚合物 PS-PI-PMMA。用IR、<'1>H NMR、GPC、SLS和DSC等测试方法对这两种蜈 蚣形聚合物分别进行了详细表征。结果表明结构清楚的A<,2>B型和ABC型蜈 蚣形聚合物被成功合成。PS-PS-PMMA蜈蚣形聚合物在93℃和103℃有两 个玻璃化转变温度(Tg)，PI-PS-PMMA蜈蚣形共聚物在-1℃，61℃和109℃ 有三个Tg，说明这两种聚合物的本体存在相分离。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章含侧基官能团的聚合物主链的合成与表征

第三章高支化梳形聚合物的合成和表征

第四章梳形离聚物的合成与表征

第五章蜈蚣形聚合物的合成和表征

第六章结论

致谢

攻读博士期间发表的论文