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RAFT聚合制备聚醋酸乙烯酯类亲二氧化碳碳氢聚合物及其应用

作　者: 陈可平
导　师: 谭必恩
学　校: 华中科技大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 超临界二氧化碳可逆加成-断裂链转移自由基聚合乳液模板多孔材料
分类号: TQ323.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

超临界二氧化碳(scCO2)是一种潜在的替代传统有机溶剂的绿色溶剂。但是scCO2是一个弱溶剂,大部分的材料,比如极性生物分子、药物活性体、高分子量聚合物等,在其中的溶解度很小,从而限制了其工业化应用。拓展scCO2应用领域最大的技术障碍就是缺乏足够的便宜的亲二氧化碳的表面活性剂,相转移剂,配体等。到目前为止,只有含氟类聚合物和聚硅氧烷类聚合物在scCO2中表现出较大的溶解度。但是这类聚合物作为亲二氧化碳单元,制备得到的表面活性剂都非常昂贵,且不易降解,可能带来潜在的环境污染问题。目前,最大的挑战之一就是就是设计开发出一种便宜的可生物降解的亲二氧化碳材料。通过对大量聚合物进行筛选,我们发现醋酸乙烯酯齐聚物(OVAc)是目前亲二氧化碳性能最强的一种碳氢类聚合物。但是,通过传统自由基聚合来制备窄分布OVAc,过程冗长,分子量不易控制,且产率很低,限制了其工业化应用。本文探讨了采用可逆加成-断裂自由基聚合(RAFT)设计合成了各种拓扑结构的OVAc及其嵌段共聚物(X-OVAc-b-PEG-b-OVAc-X)的可行性。全文主要包括以下内容:1.设计合成各种拓扑结构的RAFT试剂,并调控醋酸乙烯酯(VAc)RAFT聚合,制备了目标分子量的各种拓扑结构的OVAc。研究了聚合动力学,结果表明单体转化率与反应时间、聚合物分子量与转化率都呈现很好的线性关系,表现出很好的活性可控聚合特征。探讨了聚合物OVAc的分子量及拓扑结构对其在CO2中相行为的影响,发现分子量越小,支链越多,其在CO2中溶解性越好。2.合成了三种大分子量的RAFT试剂(X-PEG-X),用以调控VAc的RAFT聚合,制备得到了目标分子量的窄分布的(PDI<1.35)X-OVAc类嵌段共聚物。采用X-OVAc类嵌段共聚物作为表面活性剂,制备得到高内相CO2/水乳液(C/W乳液),这些高内相乳液可以稳定较长时间(>24 h等)。采用乳液模板法,制备得到了高度交联的多孔状的聚丙烯酰胺乳液模板材料以及聚乙烯醇类水凝胶材料。初步探讨了表面活性剂浓度和OVAc链段分子量对多孔模板材料的孔径的影响。结果表明X-OVAc类表面活性剂在制备乳液模板材料方面优越于含氟类表面活性剂,且具有可生物降解,成本便宜等优势。

RAFT聚合制备聚醋酸乙烯酯类亲二氧化碳碳氢聚合物及其应用

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