基于寡聚乙二醇的支化温敏型聚合物的合成与性能研究

发布时间：2017-10-24 15:27

  本文关键词：基于寡聚乙二醇的支化温敏型聚合物的合成与性能研究

  更多相关文章： 温敏型聚合物 链柔顺性 寡聚乙二醇 支化聚合物 分子量效应

【摘要】：由于温敏型聚合物具有特殊的温度响应性能,使其成为智能高分子研究的热点之一。但目前的研究工作大部分都基于柔性链聚合物或半刚性链聚合物,甚少探讨链柔顺性介于柔性链与半刚性链之间的中间状态。本论文在前人已合成的半刚性链温敏型聚合物的基础上,减少侧基的空间位阻,设计并合成了一系列具有不同乙氧链长度的温敏型聚合物,探讨其结构与本体及溶液性质的关系。本论文的主要研究工作如下:1.设计并合成了一系列具有不同乙氧基长度的支化苯乙烯类单体,分别为3,4,5-三(2-甲氧基乙氧基)苯乙烯(STEO-1)、3,4,5-三[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]苯乙烯(STEO-2)以及3,4,5-三{2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基}苯乙烯(STEO-3)。利用1H NMR、13C NMR、MALDI-TOF-MS等测试手段对单体的化学结构进行了表征。同时采用传统自由基聚合的方法合成了一系列均聚物PSTEO-n(n=1,2,3)。采用1H NMR、GPC等对化学结构和相对分子质量进行表征,表明均聚物PSTEO-n(n=1,2,3)具有相近的相对分子质量和分子量分布。另外还通过TGA、DSC、POM以及1D WAXD等表征手段探讨聚合物PSTEO-n(n=1,2,3)的本体性质。测试结果表明:(1)聚合物具有良好的热稳定性,分解温度Td均在360 oC以上;(2)随着乙氧链长度增长,聚合物的玻璃化温度Tg从5.44 oC降低至-48.03 oC;(3)聚合物在室温下不存在结晶或液晶等有序结构,只存在很低的有序度,为无定形态。2.利用变温紫外分光光度计对单体STEO-n(n=1,2,3)及其均聚物PSTEO-n(n=1,2,3)的溶液性质进行研究。所有单体和聚合物在水溶液中均表现出温敏性,并且随着乙氧链长度增加,单体和聚合物的亲水性增强,浊点升高,即Tcp-STEO-1Tcp-STEO-2Tcp-STEO-3及Tcp-PSTEO-1Tcp-PSTEO-2Tcp-PSTEO-3。另外,单体浊点对浓度的依赖性很大,浓度分别为5 mg mL-1与20 mg mL-1的单体STEO-1溶液浊点温度差达41.9 oC。单体溶液浊点与浓度的依赖关系受乙氧链长度的影响不大。但在不同浓度聚合物水溶液中的浊点变化程度与单体存在差别。随着乙氧链长度增加,聚合物溶液浊点对浓度的依赖性减小,浓度分别为1 mg mL-1与20 mg mL-1的聚合物PSTEO-3溶液浊点温度差仅为1.7 oC。其次,无机盐的引入会引起聚合物溶液发生不同程度的盐析或盐溶效应。在相同阴离子浓度下,聚合物PSTEO-3的盐析作用比PSTEO-2大,但盐溶作用却比PSTEO-2小。再者,酸性或碱性溶液会造成聚合物溶液浊点略微下降,且PSTEO-3受pH的影响比PSTEO-2大,但两者在酸性或碱性溶液中均具有良好的稳定性。3.通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法合成了三个具有不同分子量的聚合物PSTEO-n(n=1,2,3)系列,并研究了分子量效应对聚合物溶液性质的影响。结果表明,聚合物浊点随分子量增加而降低,并且乙氧链越长,在低分子量区域浊点对分子量的依赖性越大。对不同分子量的PSTEO-2和PSTEO-3在不同浓度的温敏性行为测试发现,低分子量的聚合物溶液浊点对浓度依赖性大,且依赖性随分子量增加而降低。
【关键词】：温敏型聚合物 链柔顺性 寡聚乙二醇 支化聚合物 分子量效应
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ317;TB381
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-28
• 1.1 引言10
• 1.2 温敏型聚合物10-17
• 1.2.1 聚[N-取代(甲基)丙烯酰胺]类温敏型聚合物10-12
• 1.2.2 聚(烷氧基)类温敏型聚合物12-14
• 1.2.3 聚(膦腈)类温敏型聚合物14-16
• 1.2.4 聚(吡咯烷酮)类温敏型聚合物16-17
• 1.2.5 其他温敏型聚合物17
• 1.3 温敏型聚合物的相转变机理17-19
• 1.4 聚合物温敏性行为的调控19-26
• 1.4.1 聚合物的分子结构19-21
• 1.4.2 与第二单体共聚21-24
• 1.4.3 聚合物的溶液环境24-26
• 1.5 课题的提出及意义26-28
• 第2章 寡聚乙二醇类支化温敏型聚合物(PSTEO-n)的合成及本体性质研究28-44
• 2.1 引言28-29
• 2.2 实验试剂与测试29-30
• 2.2.1 实验试剂与材料29
• 2.2.2 测试仪器与条件29-30
• 2.3 实验部分30-37
• 2.3.1 单体STEO-n及聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)的合成30-37
• 2.4 结果与讨论37-42
• 2.4.1 单体STEO-n及聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)的合成与表征37-40
• 2.4.2 聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)的本体性质40-42
• 2.5 本章小结42-44
• 第3章 单体STEO-n及聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)的温敏性行为研究44-63
• 3.1 引言44
• 3.2 实验试剂与测试44-45
• 3.2.1 实验试剂与材料44-45
• 3.2.2 测试仪器与条件45
• 3.3 实验部分45-46
• 3.3.1 单体STEO-n及聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)水溶液的配制45-46
• 3.4 结果与讨论46-61
• 3.4.1 单体STEO-n及聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)溶液温敏性行为研究46-56
• 3.4.2 无机盐对聚合物PSTEO-n (n=2, 3)水溶液温敏性行为的影响56-59
• 3.4.3 酸碱性对聚合物PSTEO-n (n=2, 3)水溶液温敏性行为的影响59-61
• 3.5 本章小结61-63
• 第4章 分子量效应对温敏型聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)温敏性行为的影响63-77
• 4.1 引言63
• 4.2 实验试剂与测试63-64
• 4.2.1 实验试剂与材料63-64
• 4.2.2 测试仪器与条件64
• 4.3 实验部分64-66
• 4.3.1 不同分子质量的聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)的合成64-65
• 4.3.2 聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)三硫代酯端基的脱除65
• 4.3.3 相同浓度聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)水溶液的配制65
• 4.3.4 不同浓度聚合物PSTEO-n (n=2, 3) 水溶液的配制65-66
• 4.4 结果与讨论66-75
• 4.4.1 聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)的结构表征66-68
• 4.4.2 不同分子量聚合物PSTEO-n (n=1, 2, 3)溶液的温敏性行为研究68-75
• 4.5 本章小结75-77
• 总结与展望77-79
• 参考文献79-89
• 致谢89-90
• 个人简历90

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本文编号：1089380