梳形聚合物的結構和性能.pdf

1、梳形聚合物是一種具有獨特結構和新穎性能的聚合物。本文的研究目的在于深入研究梳形聚合物在本體和溶液中的結構,并探討結構與性能之間的聯(lián)系。在總結前人工作的基礎上,本文設計合成了兩類梳形聚合物,并詳細研究了其結構和性能。第一類是可結晶性的梳形聚L-乳酸,它以聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)為主鏈,以聚L-乳酸(PLLA)為側鏈。我們將主要討論其晶態(tài)結構,熱性能以及與聚環(huán)氧乙烷(PEO)共混的現(xiàn)象。第二類是不對稱雙親性梳形聚合物PGMA-g-P

2、y/PNIPAM,該聚合物側鏈為親水的且具有溫敏性的聚N-異丙基甲酰胺(PNIPAM),主鏈為聚甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯(PGMA),主鏈的每個重復單元上懸掛有熒光基團芘。我們將主要討論其在不同溶劑中的結構,自組裝行為和光物理性能。
　　 通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)和開環(huán)聚合(ROP),合成了PHEMA為主鏈,以PLLA為側鏈的梳形PLLA。通過廣角X射線衍射(WAXD),小角X射線散射(SAXS)和差示量熱掃描(DSC)研究

3、了梳形PLLA的晶態(tài)結構和熱性能。WAXD結果顯示,梳形PLLA側鏈的結晶為103螺旋結構α晶型。通過一維相關函數(shù)方法對SAXS數(shù)據(jù)進行了分析,結果顯示,梳形PLLA的結晶片層厚度受結晶溫度和梳形分子結構的控制。通過DSC研究了其結晶動力學和熔融行為。結晶動力學的研究表明,梳形PLLA的Avrami指數(shù)不隨結晶溫度變化；且高度支化的結構降低了Avrami指數(shù)。熔融行為研究表明,梳形PLLA的熔融峰為雙峰,這是由于熔融過程的二次結晶造成的

4、。另外,我們將梳形PLLA與聚乙二醇進行共混,研究了梳形結構對共混物的相容性和晶態(tài)結構的影響。
　　 通過點擊化學和可逆加成裂解鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT),我們合成了不對稱雙親性梳形聚合物PGMA-g-Py/PNIPAM。該聚合物側鏈為親水的且具有溫敏性的PNIPAM,主鏈上懸掛有熒光基團芘。通過凝膠滲透色譜(GPC),核磁共振(NMR),紅外吸收(FT-IR)等分析手段表征了該聚合物的分子結構。我們使用熒光光譜的手段對該聚合物在良

5、溶劑四氫呋喃(THF)和選擇性溶劑水中的光物理性質(zhì)進行了研究,并通過超靈敏差示量熱掃描(MDSC),透射電子顯微鏡(TEM),和動態(tài)光散射(DLS)研究了該聚合物在水中的自組裝行為和最低臨界溶解溫度(LCST)相轉(zhuǎn)變行為。在良溶劑中,其光物理行為在主鏈的線團接觸濃度之上和之下有明顯區(qū)別:濃度較低時,芘基團主要產(chǎn)生分子內(nèi)基激締合物；濃度較高時,芘基團主要產(chǎn)生分子間基激締合物。在水溶液中,該聚合物組裝成了以帶有芘基團的主鏈為壁,以PNIPA