多重刺激响应聚合物的合成及结构与性能研究
发布时间：2023-02-23 09:58
刺激响应性聚合物是指在外界环境(诸如光、温度、湿度、pH、磁场强度等)改变的条件下,聚合物的物理或化学性质发生相应改变的材料。由于其在生物医学检测、非接触控制释放、智能器件等领域具有广泛的应用,近年来受到国内外研究者的关注。然而,刺激响应聚合物体系的应用还存在诸多问题,例如单一的响应无法满足复杂环境的应用要求,不同刺激响应之间的相互协同和制约关系尚需深入了解,聚合物微观结构与宏观性质的关系和作用机理还需深入研究。因此,探索设计出具有多重响应性的材料,研究多重刺激响应之间的协同或制约关系具有重要的科研和应用意义。本论文基于具有光响应、pH响应、荧光性质的羧基偶氮苯和偶氮吡啶基团,以及具有温度响应性质的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM),利用自由基聚合,尤其是可控/“活性”自由基聚合设计合成了一系列性质独特的多重刺激响应性聚合物,详细研究了聚合物结构与性能之间的关系。具体研究内容如下:(1)合成了一种在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和水的混合溶剂中具有荧光性质的羧基偶氮苯类单体,6-(4-(4-狻基偶氮苯基)苯氧基)己基甲基丙烯酸酯(M6AzCOOH)及其均聚物PM6AzCOOH。M...
【文章页数】：207 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 可控/“活性”自由基聚合
1.1.1 可控/“活性”自由基聚合简介
1.1.2 RAFT聚合机理及进展
1.2 刺激响应性材料
1.2.1 光响应材料
1.2.2 温度响应材料
1.2.3 pH响应材料
1.3 偶氮苯的聚集诱导荧光
1.3.1 Jablonski能级图
1.3.2 分子聚集体
1.3.3 偶氮苯的聚集荧光增强
1.4 本课题研究内容及创新点
1.4.1 本课题研究内容
1.4.2 本课题创新点
参考文献
第二章 羧基偶氮苯单体和聚合物的合成及其在溶液中的自组装和荧光性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 羧基偶氮苯单体(M6AzCOOH)和聚合物(PM6AzCOOH)的合成
2.2.3 测试表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 羧基偶氮苯单体和聚合物的合成
2.3.2 溶剂比例对单体和均聚物荧光性能影响
2.3.3 溶液酸碱性对荧光强度的影响
2.3.4 紫外光照对PM6AzCOOH荧光的影响
2.3.5 可能的机理及总结
2.4 本章小结
参考文献
第三章 含有羧基偶氮苯和PNIPAM的多响应共聚物的合成及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 羧基偶氮苯钠盐(M6AzCOONa)的合成
3.2.3 大分子RAFT试剂PNIPAM-CPDB的合成
3.2.4 嵌段共聚物PNIPAM-b-PM6AzCOONa的合成
3.2.5 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 羧基偶氮苯钠盐M6AzCOONa的合成
3.3.2 大分子RAFT试剂PNIPAM-CPDB的合成
3.3.3 嵌段共聚物PNIPAM-b-PM6AzCOONa的合成
3.3.4 嵌段聚合物的荧光性能
3.3.5 紫外光照对聚合物溶液荧光性能的影响
3.3.6 嵌段聚合物温度调控的荧光性质
3.4 本章小结
参考文献
第四章 末端羧基对PNIPAM-b-PM6AzCOONa嵌段共聚物温度响应行为的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 测试表征
4.2.3 光散射
4.2.4 RAFT试剂DDTA的合成
4.2.5 大分子RAFT试剂PNIPAM-DDTA的合成
4.2.6 嵌段聚合物BC-DDTA的合成
4.2.7 嵌段聚合物BC-CPDB的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 末端基团聚合物的合成
4.3.2 嵌段聚合物的温度响应性能
4.3.3 嵌段聚合物在溶液中的自组装行为
4.3.4 金属离子对温度响应性能的影响
4.4 本章小结
参考文献
第五章 偶氮吡啶末端基团对PNIPAM均聚物温度响应行为的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料
5.2.2 RAFT试剂的合成
5.2.3 末端官能化PNIPAM的合成
5.2.4 季铵化末端基团PNIPAM的合成
5.2.5 测试表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 RAFT试剂合成及表征
5.3.2 聚合物的合成
5.3.3 均聚物在溶液中的自组装研究
5.3.4 分子量和溶液pH对均聚物温度响应性能的影响
5.3.5 偶氮吡啶的紫外光响应及其对均聚物浊点的影响
5.4 本章小结
参考文献
第六章 末端基团引起PNIPAM均聚物两步相变机理研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验原料
6.2.2 末端官能化PNIPAM的合成
6.2.3 HS-PN-AzPy的合成
6.2.4 测试表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 聚合物合成及表征
6.3.2 分子量对两步相变的影响
6.3.3 溶液浓度对两步相变的影响
6.3.4 溶液pH对两步相变的影响
6.3.5 C12末端基团对两步相变的影响
6.3.6 C14-PN-C14温度响应性能对比
6.3.7 温度响应过程机理
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者简介
导师简介
附件
本文编号：3748314
【文章页数】：207 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 可控/“活性”自由基聚合
1.1.1 可控/“活性”自由基聚合简介
1.1.2 RAFT聚合机理及进展
1.2 刺激响应性材料
1.2.1 光响应材料
1.2.2 温度响应材料
1.2.3 pH响应材料
1.3 偶氮苯的聚集诱导荧光
1.3.1 Jablonski能级图
1.3.2 分子聚集体
1.3.3 偶氮苯的聚集荧光增强
1.4 本课题研究内容及创新点
1.4.1 本课题研究内容
1.4.2 本课题创新点
参考文献
第二章 羧基偶氮苯单体和聚合物的合成及其在溶液中的自组装和荧光性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 羧基偶氮苯单体(M6AzCOOH)和聚合物(PM6AzCOOH)的合成
2.2.3 测试表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 羧基偶氮苯单体和聚合物的合成
2.3.2 溶剂比例对单体和均聚物荧光性能影响
2.3.3 溶液酸碱性对荧光强度的影响
2.3.4 紫外光照对PM6AzCOOH荧光的影响
2.3.5 可能的机理及总结
2.4 本章小结
参考文献
第三章 含有羧基偶氮苯和PNIPAM的多响应共聚物的合成及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 羧基偶氮苯钠盐(M6AzCOONa)的合成
3.2.3 大分子RAFT试剂PNIPAM-CPDB的合成
3.2.4 嵌段共聚物PNIPAM-b-PM6AzCOONa的合成
3.2.5 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 羧基偶氮苯钠盐M6AzCOONa的合成
3.3.2 大分子RAFT试剂PNIPAM-CPDB的合成
3.3.3 嵌段共聚物PNIPAM-b-PM6AzCOONa的合成
3.3.4 嵌段聚合物的荧光性能
3.3.5 紫外光照对聚合物溶液荧光性能的影响
3.3.6 嵌段聚合物温度调控的荧光性质
3.4 本章小结
参考文献
第四章 末端羧基对PNIPAM-b-PM6AzCOONa嵌段共聚物温度响应行为的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 测试表征
4.2.3 光散射
4.2.4 RAFT试剂DDTA的合成
4.2.5 大分子RAFT试剂PNIPAM-DDTA的合成
4.2.6 嵌段聚合物BC-DDTA的合成
4.2.7 嵌段聚合物BC-CPDB的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 末端基团聚合物的合成
4.3.2 嵌段聚合物的温度响应性能
4.3.3 嵌段聚合物在溶液中的自组装行为
4.3.4 金属离子对温度响应性能的影响
4.4 本章小结
参考文献
第五章 偶氮吡啶末端基团对PNIPAM均聚物温度响应行为的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料
5.2.2 RAFT试剂的合成
5.2.3 末端官能化PNIPAM的合成
5.2.4 季铵化末端基团PNIPAM的合成
5.2.5 测试表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 RAFT试剂合成及表征
5.3.2 聚合物的合成
5.3.3 均聚物在溶液中的自组装研究
5.3.4 分子量和溶液pH对均聚物温度响应性能的影响
5.3.5 偶氮吡啶的紫外光响应及其对均聚物浊点的影响
5.4 本章小结
参考文献
第六章 末端基团引起PNIPAM均聚物两步相变机理研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验原料
6.2.2 末端官能化PNIPAM的合成
6.2.3 HS-PN-AzPy的合成
6.2.4 测试表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 聚合物合成及表征
6.3.2 分子量对两步相变的影响
6.3.3 溶液浓度对两步相变的影响
6.3.4 溶液pH对两步相变的影响
6.3.5 C12末端基团对两步相变的影响
6.3.6 C14-PN-C14温度响应性能对比
6.3.7 温度响应过程机理
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者简介
导师简介
附件
本文编号：3748314
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