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双亲性嵌段共聚物的RAFT法合成及其性能研究

闫晓辉  
【摘要】:本文以疏水的苯乙烯(St)和亲水的马来酸酐(MAn)及丙烯酸(AA)为原料,以三硫代碳酸二(a,a’-二甲基-α-乙酸)酯(BDATC)为链转移剂,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法,合成了一系列具有双亲性的三嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(苯乙烯/马来酸酐)-b-聚丙烯酸(PSt-b-PSMA-b-PAA)。采用核磁共振仪、傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热失重分析仪等手段对共聚物的结构与性能进行了表征。通过PSt-b-PSMA-b-PAA在选择性溶剂中的自组装,得到了聚合物纳米胶束。采用纳米粒度仪、透射电镜等手段研究了共聚物的自组装行为及胶束形貌,发现共聚物的结构及其溶液初始浓度、溶剂、pH值等都会对胶束的形成、粒径分布、形貌等产生影响。随着共聚物溶液初始浓度的增大,粒子聚集数增加,胶束粒径增大。DMF中形成球状胶束,粒径较小;THF中胶束变为棒状,粒径也随之增大;在DMF/THF混合溶剂中,胶束形貌多样,球状、短棒状共存。pH降低,胶束粒径减小,形成悬浊液;pH升高,胶束粒径增大,在溶液中能够较好地分散。亲水链段长度的增加增大了整个聚集体的亲水性,胶束粒径也随之增大。 本文通过静电纺丝的方法,制备了双亲性的PSt-b-PSMA-b-PAA聚合物纳米纤维。之后通过与无水乙二胺的交联反应,得到了结构固定化的交联纤维。通过偏光显微镜、红外光谱仪等手段对其形貌、结构进行了表征,并利用接触角测试仪对其表面润湿性进行了测定。研究了不同溶剂、pH、不同温度及聚合物不同的链段组成等因素对非交联和交联纤维表面亲疏水性的影响。此外,用甲苯和水反复处理纤维表面,可以使表面的润湿性在疏水和亲水间可逆的转变。


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