异丁烯和N-乙烯基咔唑共聚物的合成及性能研究

摘要

本文采用活性阳离子聚合技术，在-80℃的惰性气体氛围的条件下，先以5-叔丁基-二（1-甲基-1-甲氧基乙基）苯(t-Bu-m-DiCuOMe)/四氯化钛(TiCl4)为引发体系，加入2，6-二叔丁基吡啶(DTBP)为质子捕捉剂，合成了α，ω-端甲氧基遥爪聚异丁烯(OMe-PIB-OMe)。再以α，ω-端甲氧基遥爪聚异丁烯(OMe-PIB-OMe)为大分子引发剂，三氯化硼(BCl3)为共引发剂，N-乙烯基咔唑为阳离子聚合的单体，合成N-乙烯基咔唑和异丁烯的嵌段共聚物。本论文对α，ω-端甲氧基遥爪聚异丁烯(OMe-PIB-OMe)的合成条件进行了系统的研究，分别研究了反应时间、第三组分与引发剂的配比、共引发剂TiCl4溶剂极性等关键因素对聚合物的分子量以及分子量分布的影响，并寻找出了最佳的合成条件。同时，也对N-乙烯基咔唑与异丁烯共聚物的合成路径和引发体系进行了探究，寻找出了最优聚合方案。
　　分别采用1H-NMR、DSC、TG、GPC、XRD、红外以及荧光等方法对聚合物的结构及性能进行了表征。核磁红外结果显示合成的聚合物为目标产物。由凝胶渗透色谱测得的产物平均分子量Mn在10000-15000g/mol之间，分子量分布Mw/Mn在1.2-1.6之间。通过荧光测试表明，合成的N-乙烯基咔唑与异丁烯共聚物在331nm波长激发下，荧光发射峰位于361nm，且荧光强度远高于N-乙烯基咔唑的均聚物。XRD结果显示合成的聚合物为结晶聚合物。TG结果显示聚合物的热分解温度约为348.6℃。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 阳离子聚合研究进展

1．1．1 阳离子聚合

1．1．2 阳离子聚合的发展史

1．1．3 阳离子聚合的活性种与引发体系

1．2 异丁烯基热塑弹性体

1．2．1 异丁烯的阳离子聚合

1．2．2 异丁烯基热塑性弹性体

1．3 N-乙烯基咔唑及其衍生物的聚合

1．3．1 N-乙烯基咔唑的聚合

1．3．2 N-乙烯基咔唑基共聚物

1．4 本课题的研究目的及意义

第二章 实验部分

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器设备

2．3 试剂提纯及处理方法

2．4 实验合成部分

2．4．1 5-叔丁基-1，3-二(1-甲基-1-甲氧基乙基)苯(t-Bu-m-DiCuOMe)的合成

2．4．2 聚异丁烯-聚N-乙烯基咔唑双嵌段共聚物的合成

2．4．3 聚(N-乙烯基咔唑-b-异丁烯-b-N-乙烯基咔唑)(PVK-b-PIB-b-PVK)三嵌段共聚物的制备

2．4．4 聚N-乙烯基咔唑的合成

2．5 聚合物的表征及测试仪器

2．5．1 聚合物的分子量表征

2．5．2 聚合物的结构表征

2．5．3 聚合物的热分析测试

2．5．4 聚合物的荧光测试

2．5．5 聚合物的相分析测试

2．6 本章小结

第三章 结果与讨论

3．1．2 5-叔丁基-1，3-二元醇的核磁表征及分析

3．1．3 5-叔丁基-1，3-二(1-甲基-1-甲氧基乙基)苯的表征

3．2 异丁烯活性聚合的研究

3．2．1 反应时间与聚异丁烯分子量的关系

3．2．2 转化率与聚异丁烯分子量的关系

3．2．3 第三组分与引发剂的配比对聚合物的分子量和分子量分布的影响

3．2．3 引发体系溶剂极性对反应的影响

3．3 异丁烯和N-乙烯基咔唑嵌段共聚物的合成条件探究

3．3．1 异丁烯和N-乙烯基咔唑嵌段共聚物的合成路径的选择

3．3．2 引发体系的选择

3．4 聚合物的表征

3．4．1 聚合物的核磁共振氢谱图

3．4．2 聚合物的红外表征

3．4．3 聚合物的热力学性能分析

3．4．4 聚合物的X射线衍射表征

3．4．5 聚合物的荧光表征

第四章 结论

参考文献

研究成果及发表的学术论文

致谢

作者和导师简介