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两亲性偶氮苯嵌段共聚物的制备及其在溶液中的行为研究

作　者: 项怡
导　师: 朱健
学　校: 苏州大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT) 偶氮苯嵌段聚合物荧光两亲性
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

两亲性偶氮苯聚合物既具有偶氮苯结构独特的光致顺反异构化行为,又具有两亲性嵌段共聚物的微相分离和纳米聚集特征,因而成为光敏感功能高分子材料的有效来源。本论文利用可逆加成断裂链转移自由基(RAFT)聚合方法开展了具有不同取代基的偶氮苯乙烯基单体的活性可控聚合研究。利用获得的偶氮苯均聚物,进行了单体甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)和甲基丙烯酸聚氧乙烯醚酯(PEGMA)单体的扩链反应,制备了相应的两亲性偶氮苯嵌段共聚物,对聚合物的溶液性质进行了考察,具体工作如下:(1)使用α-二硫代萘甲酸异丁腈酯(2-cyanoprop-2-yl 1-dithionaphthalate, CPDN)作为RAFT试剂,偶氮二异丁腈(2,2’-azobisisobutyronitrile, AIBN)作为引发剂,分别以[6-(4-偶氮苯基)苯氧基]甲基丙烯酸正己酯(6-(4-Phenylazophenoxy)hexyl methacrylate, PHMA),(6-[4-(4-甲氧基偶氮苯基)苯氧基]}甲基丙烯酸正己酯(6-[4-(4-methoxyphenylazo) phenoxy]hexylmethacrylate,MHMA) (6-[4-(4-氰基偶氮苯基)苯氧基]甲基丙烯酸正己酯和(6-[4-(4-cyanophenylazo)phenoxy] hexyl methacrylate,CHMA)为单体,在苯甲醚中通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法,制备了结构精致的相应偶氮苯均聚物(PAzoMA),PPHMA、PMHMA和PCHMA。三种单体的RAFT聚合过程显示典型的“活性”/可控特征。另外,将获得的偶氮苯均聚物作为大分子RAFT试剂进行了单体DMAEMA的扩链反应,成功地合成了偶氮苯两亲性嵌段共聚物(PAzoMA-b-PDMAEMA)。聚合物的分子量和结构利用GPC和1H NMR方法进行了表征。研究了聚合物溶液的光致异构化行为、在选择性溶剂中的自组装行为和热性能等。(2)利用RAFT方法,以制备的偶氮苯均聚物PPHMA以及类似的甲氧基(PMHMA)和腈基(PCHMA)取代的偶氮苯聚合物为大分子RAFT试剂进行PEGMA的扩链反应,成功合成了相应的两亲性嵌段共聚物PPHMA-b-P(PEGMA),PMHMA-b-P(PEGMA)和PCHMA-b-P(PEGMA),扩链反应过程表现出典型的活性可控特征。对嵌段共聚物的热行为、组装行为和溶液中的光致异构化行为等进行了研究。结果显示嵌段共聚物PPHMA-b-P(PEGMA)可以在水-THF体系中发生光照诱导的自组装,形成相应的聚集体,并出现了荧光发射行为。结果表明聚合物在溶液中的聚集态的形成和体积的变化有可能和偶氮基元的荧光性质的改变有关。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章文献综述  10-32
  1.1 偶氮苯化合物  10-12
    1.1.1 偶氮苯的吸收光谱  10-12
    1.1.2 偶氮苯的光致反顺异构  12
  1.2 偶氮苯聚合物  12-23
    1.2.1 链端基含偶氮苯基团的聚合物  13-14
    1.2.2 侧链型偶氮聚合物  14-20
    1.2.3 主链型偶氮聚合物  20-23
    1.2.4 掺杂型偶氮聚合物  23
  1.3 偶氮苯类化合物独特的荧光行为  23-32
第二章本论文研究目的及意义  32-33
第三章实验部分  33-39
  3.1 试剂原料  33-34
  3.2 α-二硫代萘甲酸异丁腈酯(2-cyanoprop-2-yl 1-dithionaphthalate, CPDN)的合成与表征  34-35
  3.3 偶氮单体的合成与表征  35-36
    3.3.1 4-羟基偶氮苯的合成  35
    3.3.2 [6-(4-偶氮苯基)苯氧基]正己醇(PH)的合成  35-36
    3.3.3 [6-(4-偶氮苯基)苯氧基]甲基丙烯酸正己酯(PHMA)的合成  36
  3.4 RAFT 方法制备聚合物  36-37
    3.4.1 偶氮单体的RAFT 聚合  36
    3.4.2 RAFT 方法制备偶氮苯两亲性嵌段共聚物(PAzoMA-b-PDMAEMA)  36
    3.4.3 RAFT 方法制备偶氮苯两亲性嵌段共聚物(PAzoMA-b-P(PEGMA)  36-37
    3.4.4 聚合物的自组装  37
    3.4.5 聚合物的顺反异构化速率测定  37
  3.5 分析测试与表征  37-39
    3.5.1 测试仪器  37-39
第四章两亲性PAzo-b-PDMAEMA 偶氮苯嵌段共聚物的合成及其溶液中光响应行为研究  39-50
  4.1 引言  39-40
  4.2 结果与讨论  40-48
    4.2.1 偶氮苯单体的RAFT 聚合  41-42
    4.2.2 端基分析  42-43
    4.2.3 嵌段共聚物的制备  43-45
    4.2.4 嵌段聚合物的热性能研究  45-46
    4.2.5 聚合物在溶液中的光致顺发异构化  46-48
  4.3 总结  48-50
第五章两亲性PAzo-b-PPEGMA 偶氮苯嵌段聚合物的合成和溶液行为研究  50-63
  5.1 引言  50-51
  5.2 结果与讨论  51-62
    5.2.1 嵌段聚合物的合成  51-56
    5.2.2 PPHMA-b-P(PEGMA)的荧光性质  56-62
  5.3 总结  62-63
第六章全文总结  63-65
  6.1 全文总结  63-64
  6.2 创新点  64
  6.3 问题与展望  64-65
参考文献  65-79
攻读硕士期间公开发表论文目录  79-80
致谢  80-81

两亲性偶氮苯嵌段共聚物的制备及其在溶液中的行为研究

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