新型功能化聚烯烃三嵌段共聚物的合成及性能研究

【摘要】：设计合成聚烯烃与其它极性聚合物的嵌段共聚物,从而达到拓宽聚烯烃应用范围的目的,是近年来功能化聚烯烃材料研究的热点之一。另外,在众多刺激响应性聚合物中,温度响应性聚合物在很多领域具有广阔的应用前景,成为目前智能材料中最重要的研究对象。本文将叶立德同源聚合与可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)相结合,合成了两种含有温度响应性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)链段的功能化聚烯烃三嵌段共聚物,对其分子结构结构及分子量进行表征,并研究了它们在自组装、制备聚合物微孔薄膜以及聚合物共混等方面的性能。本文研究内容可分为以下几个部分:1.功能化聚烯烃嵌段共聚物聚亚甲基-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PM-b-PNIPAM)及聚亚甲基-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚苯乙烯(PM-b-PNIPAM-b-PS)的制备。首先利用叶立德同源聚合方法制备端羟基聚亚甲基(PM-OH,Mn=1100,Mw/Mn=1.09),继而与小分子链转移剂进行酯化反应制备大分子链转移剂PM-CTA;然后以PM-CTA作为大分子链转移剂,运用RAFT聚合方法引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)聚合,制备得到PM-b-PNIPAM两嵌段共聚物;最后以PM-b-PNIPAM为大分子链转移剂,引发苯乙烯(St)聚合,制备得到一系列PM-b-PNIPAM-b-PS三嵌段共聚物。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对各聚合产物进行分析表征。2.功能化聚烯烃嵌段共聚物聚亚甲基-b-聚苯乙烯(PM-b-PS)及聚亚甲基-b-聚苯乙烯-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PM-b-PS-b-PNIPAM)的制备。以上述制备的PM-CTA作为大分子链转移剂,运用RAFT聚合方法逐步进行St和NIPAM的聚合,依次制备得到PM-b-PS及PM-b-PS-b-PNIPAM嵌段共聚物。通过1H-NMR、FT-IR、GPC等确定各嵌段共聚物的分子链结构、相对分子量及相对分子量分布。3.功能化聚烯烃三嵌段共聚物的性能研究。将上述两种三嵌段共聚物在THF/H2O中进行自组装,研究其胶束形态及温度响应性;利用静态呼吸图法,分别在水和甲醇氛围中制备聚合物多孔薄膜或微球,并初步探讨在紫外光照射下,微孔膜结构的交联状态;将三嵌段共聚物PM-b-PNIPAM-b-PS作为共混相容剂,研究其在PS/LDPE体系中的共混相容作用。