Janus颗粒的合成及增容性研究

发布时间：2017-10-13 23:09

  本文关键词：Janus颗粒的合成及增容性研究

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【摘要】：Janus材料因具有良好的化学分区而得名,基于其结构和化学性质的区域不对称性,Janus材料在固体表面活性剂,催化剂载体,光学探针,药物运载,微反应器等方面具有巨大的应用前景。本文以SiO_2@PDVB作为研究粒子,主要进行了以下几个部分的工作。利用“接枝到”的接枝手段结合阴离子聚合和“点击化学”的方法在SiO_2面改性接枝PI分子链,在PDVB面改性接枝PBd分子链,首次成功制备了聚异戊二烯/聚丁二烯分区杂化接枝Janus颗粒(PI-SiO_2@PDVB-PBd)。采用FTIR,EDX,TGA研究了粒子接枝过程中的基团变化以及接枝效率,同时使用TEM对接枝前后粒子的形貌变化进行了表征。通过TEM结果可以明显看到聚异戊二烯和聚丁二烯壳层。TGA结果也表明,PBd和PI分子链接枝成功。采用溶液共混分别将未改性的SiO_2@PDVB粒子和一面接枝聚异戊二烯的PI-SiO_2@PDVB粒子填充到聚苯乙烯/异戊橡胶(PS/IR)共混体系,之后采用相差显微镜研究对比了粒子对该体系相结构的影响,两种粒子都存在于聚苯乙烯相中,能缩小相分离尺寸达到增容效果。采用溶液共混法将带聚异戊二烯/聚丁二烯分区杂化分子刷的Janus颗粒(PI-SiO_2@PDVB-PBd)填充到PI/PBd共混体系。采用用相差显微镜研究了该粒子对PI/PBd共混体系的相结构的影响,PI-SiO_2@PDVB-PBd粒子存在于两相界面,能缩小相分离尺寸,并锁定相结构达到增容效果。并首次提出了中性粒子在橡胶共混体系相界面稳定相形貌的模型。
【关键词】：Janus 橡胶分子刷 增容性 共混聚合物
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 文献综述9-37
• 1.1 前言9-10
• 1.2 Janus颗粒的合成方法10-16
• 1.2.1 空间拓扑选择性改性11-13
• 1.2.1.1 部分包埋的表面改性11
• 1.2.1.2 表面溅射11-12
• 1.2.1.3 微接触表面印刷12
• 1.2.1.4 反应媒介部分接触12-13
• 1.2.2 模板法13
• 1.2.3 相分离法13-16
• 1.2.3.1 溶剂挥发相分离法13-14
• 1.2.3.2 种子球乳液聚合相分离14-16
• 1.2.4 可控表面成核原位聚合法16
• 1.3 纳米颗粒表面修饰16-20
• 1.3.1 SiO_2颗粒的基团修饰16-18
• 1.3.2 PS颗粒表面基团修饰18-20
• 1.4 聚合方法在NPs表面接枝中的应用20-24
• 1.4.1 氮氧稳定自由基聚合（NMP）21-22
• 1.4.2 阴离子聚合22
• 1.4.3 可逆加成断裂链转移聚合（RAFT）22-23
• 1.4.4 原子转移自由基聚合（ATRP）23-24
• 1.5 聚合后改性及其在表面接枝中的应用24-29
• 1.5.1 端基功能化聚合物链的合成24-25
• 1.5.2 可控活性聚合25
• 1.5.3 高结构单烯烃聚合物的端基化25-26
• 1.5.4 高结构端基化二烯烃聚合物的制备26-27
• 1.5.5 点击化学方法在颗粒表面接枝中的应用27-29
• 1.6 带区域杂化分子刷粒子的制备29-33
• 1.6.1 三嵌段共聚物交联中间段法29-31
• 1.6.2 基于Pickering乳液的手段31-32
• 1.6.3 单晶模板法32
• 1.6.4 基于Janus颗粒的接枝改性32-33
• 1.7 共混体系的增容33-35
• 1.8 本课题研究意义及主要研究内容35-37
• 第二章 阴离子聚合制备二烯烃聚合物37-44
• 2.1 前言37-38
• 2.2 实验部分38-39
• 2.2.1 实验原料38
• 2.2.2 实验原料的处理38
• 2.2.3 聚合反应38-39
• 2.2.3.1 异戊二烯/丁二烯的阴离子聚合38-39
• 2.2.4 测试表征39
• 2.3 结果与讨论：39-43
• 2.3.1 阴离子聚合得到聚二烯烃的分子量39-41
• 2.3.2 阴离子聚合得到几种聚合物的微观结构41-43
• 2.4 本章小结43-44
• 第三章 PI-SiO_2@PDVB-PBd粒子的合成与表征44-58
• 3.1 前言44-45
• 3.2 实验原料45
• 3.2.1 实验所用试剂及规格45
• 3.3 实验部分45-49
• 3.3.1 SiO_2@PDVB有机/无机杂化Janus粒子的合成45-46
• 3.3.2 PI-SiO_2@PDVB-PBd带分区杂化分子刷Janus粒子的合成46-49
• 3.4 实验仪器49
• 3.5 结果与讨论49-57
• 3.5.1 SiO_2@PDVB的合成49-50
• 3.5.2 1-巯基11叠氮十一烷的合成50
• 3.5.3 SiO_2@PDVB粒子逐步改性过程中表面的基团变化50-52
• 3.5.4 逐步改性过程中Janus粒子的结构变化52-54
• 3.5.5 Janus粒子的接枝效率54-57
• 3.6 本章小结57-58
• 第四章 粒子增容共混体系的研究58-69
• 4.1 前言58-60
• 4.2 实验原料：60
• 4.3 实验仪器60
• 4.4 共混物样品的制备60-61
• 4.5 结果与讨论61-68
• 4.5.1 粒子增溶PS/IR共混体系的研究61-63
• 4.5.2 粒子增溶PBd/PI共混体系的研究63-68
• 4.6 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-77
• 附录77-79
• 致谢79-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文81-83

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本文编号：1027586