端点受限状态下聚乙烯亚胺系梳状高分子结构性能的研究

摘要

本文将侧链分子(如C18、C26、PEGMA)接枝在聚乙烯亚胺主链上，制备了不同取代程度的聚乙烯亚胺系梳状高分子，采用傅立叶红外光谱分析(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)和X-射线衍射分析(XRD)对产物的结晶行为和相转变过程进行了系统的研究。
　　 制备了不同接枝度的十八烷基聚乙烯亚胺(PEI18C)梳状高分子，考察了侧链取代度对梳状高分子结晶行为和热行为的影响。DSC结果表明，随侧链十八烷基取代度的降低，PEI18C梳状高分子的熔融温度(Tm)、结晶温度(Tc)、熔融热焓(△Hm)、熔融热熵(△Sm)、可结晶碳原子数目(Nc)、以及结晶程度(Xc)均呈下降的趋势，说明侧链接枝密度的减少导致侧链结晶能力的下降，进而造成其有序堆积排列能力的变化。同样，XRD结果也证明，随接枝度的变化，十八烷基侧链的结晶能力降低，但其堆积排列结构并没有改变。
　　 利用变温FTIR、WAXD和DSC方法研究了N-二十六烷基化聚乙烯亚胺梳状高分子(PEI26C)的有序聚集态和亚稳αH相形成与演变过程，发现PEI26C梳状高分子在相转变过程中明显存在一个亚稳态转变过程，且受限烷基侧链在由结晶态向熔融态转变时，侧链晶体首先由正交晶胞先转化为单斜晶胞，随后继续转变为六方晶胞，最终为无定形态，表明αH相是作为亚稳相存在于稳定相形成之前。
　　 通过迈克尔加成反应将聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)接枝到PEI主链上，制得了一系列不同接枝率的PEI-g-PEGMA梳状接枝聚合物，结果表明，PEGMA分子已成功接枝到PEI主链上，接枝率在27-100％之间。PEI-g-PEGMA接枝聚合物展现了明显相转变行为和吸放热特征，结晶度和转变热焓随PEGMA分子接枝度的增加而提高，但明显小于未接枝的PEGMA分子的热焓值，这可能是由于PEGMA分子链端部受限后影响其有序堆积行为，并且PEGMA分子同时也无法形成完整的球晶结构。