具有预期结构的苯乙烯与丙烯酸丁酯接枝共聚物的合成与表征

通过苯乙烯 (St)与 4 对氯甲基苯乙烯 (CMS)进行氮氧稳定自由基共聚合反应 ,合成了二元共聚物P(St co CMS) ,并以此共聚物引发丙烯酸丁酯进行原子转移自由基聚合 ,成功地合成了结构明晰的以聚苯乙烯为主链、聚丙烯酸丁酯为支链的接枝共聚物 ,研究了共聚合反应动力学 .P(St co CMS)和接枝共聚物的结构通过1 H NMR得到确认 ,并表征了接枝共聚物平均侧链数目和平均侧链长度     

接枝共聚物分子设计及合成方法研究进展

接枝共聚物的主链和支链通过分子设计可以被赋予不同性质,从而使得材料拥有两种截然相反的性能.新的接枝合成方法的产生又增加了各种复杂分子结构设计的可实现性.本文围绕接枝共聚物所具有的独特结构和性能特点,详细介绍了近年来接枝共聚物在分子链和星型侧链等方面的研究现状,同时介绍了连接化学,原位氯化接枝共聚等合成方法在接枝共聚合中的应用进展,并展望了接枝共聚物的发展前景.     

结构明确聚烯烃接枝共聚物:合成、结构与性能

实现聚烯烃功能化是制备高性能聚烯烃材料、拓展聚烯烃应用的重要手段,几十年来得到了学术界及工业界的广泛关注。聚烯烃接枝共聚物作为一类重要的功能化聚烯烃,包含聚烯烃链段（PE、PP等）及功能化聚合物链段（PS、PMMA、PEG等）,因而在提高功能单元含量的同时能保持聚烯烃单元优异的结晶、加工性能。结构明确的聚烯烃接枝共聚物,具有结构参数可控、综合性能可调的特点,对于认识聚合物材料结构-性能关系、拓展聚烯烃应用范围具有重要的学术和实际意义。聚烯烃接枝共聚物的合成方法可以分为三种类型：“共聚接枝（graft-through）”、“引出接枝（graft-from）”、“偶联接枝（graft-onto）”。前两种合成方法往往涉及烯烃配位聚合与其他聚合方式的机理转化过程;其中,反应性聚合物中间体作为大分子引发剂、大分子RAFT试剂、大分子单体参与接枝反应,实现接枝共聚物的可控制备。第三种方法思路简单明确,即利用聚烯烃侧基反应性基团与其他聚合物反应性端基之间的高效偶联反应实现接枝共聚物制备。本文从合成、结构及性能三方面较为全面地综述了结构明确聚烯烃接枝共聚物的研究进展,着重讨论了新兴合成方法及相应接枝共聚物的潜在应用。     

添加型聚丙烯大分子表面改性剂PP-g-PEG的制备及其应用

以马来酸酐为桥联剂,通过其与单端羟基聚乙二醇的反应,合成了大分子表面改性剂聚丙烯-聚乙二醇接枝共聚物,探索了反应条件对接枝反应的影响,用IR、NMR、TGA、DSC对接枝物的结构及性能进行研究,并通过共混研究了接枝物对聚丙烯的表面改性效果.结果表明,提高马来酸酐接枝聚丙烯或聚乙二醇的分子量,会阻碍接枝反应的进行,接枝率明显下降;接枝聚乙二醇降低了接枝物的结晶能力;聚丙烯-聚乙二醇接枝共聚物的热稳定性随着聚乙二醇的含量增加及侧链聚乙二醇长度的增加略有下降;聚丙烯-聚乙二醇接枝共聚物组分在共混物中具有明显的向外择优迁移特性,可以作为聚丙烯的添加型表面改性剂使用.     

窄分布聚丙烯酸-g-聚甲基丙烯酸酯接枝共聚物的合成

利用合成的一种新型原子转移自由基聚合大分子引发剂和从主干接枝的方法制备了窄分布的两亲性接枝共聚物聚丙烯酸-g-聚甲基丙烯酸酯, 并对其结构进行表征. 产物主链和侧链的分子量可分别通过调整单体与引发剂的投料比和反应时间进行控制, 结构规整, 侧链单体适用范围广. 该合成方法不仅推动了接枝共聚物合成研究的进展, 其产物更为两亲性接枝共聚物自组装行为的研究提供了很好的研究对象.     

基于正离子聚合方法设计合成接枝共聚物的研究进展

综述了基于可控/活性正离子聚合方法及通过接出接枝(grafting from)、接出接枝(grafting onto)和大分子单体(macromonomer)三种合成策略来设计制备接枝共聚物的研究进展,详细概括了大分子引发剂结构、支链结构、大分子单体结构、大分子链上引发活性点以及官能基团的分布、支链长度及路易斯酸性质等因素对接枝共聚反应的影响规律和不同接枝共聚物的设计合成,总结了上述三种不同合成路径的各自特点,进一步阐述所制备的接枝共聚物在特定环境中的微观结构、形态与外界条件响应性,探讨接枝共聚物的潜在应用领域。     

梳状P(MMA-co-MAh)-g-PEGME共聚物的合成及结构与性能

用自制的甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐的共聚物P(MMA-co-MAh)为反应物,聚乙二醇单甲醚(PEGME)为接枝单体,合成了梳状P(MMA-co-MAh)共聚物多缩乙二醇酯(P(MMA-co-MAh)-g-MPEG).采用傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)13C谱、1H谱以及H,C-COSP谱对所合成的梳状共聚物结构进行表征;热失重分析(TGA)和示差扫描量热法(DSC)对所合成的共聚物的物理性能进行了分析.FTIR及NMR结果表明,聚乙二醇单甲醚通过酯化反应接枝到P(MMA-co-MAh)共聚物上,形成以MMA/MAh共聚物为主链,聚乙二醇单甲醚为侧链的梳状共聚物,其在马来酸酐上的接枝率大约为20%;热性能分析结果表明,合成的梳状共聚物热分解温度与共聚物P(MMA-co-MAh)的分解温度相差不大,接枝后的梳状共聚物也具有高的热稳定性,起始热分解温度在325.9℃左右,且该梳状共聚物具有两个玻璃化转变温度,一个是由于侧链的玻璃化转变引起的,温度为32℃左右;一个是主链的玻璃化转变引起的,温度为120℃左右.在主链玻璃化转变温度以下,侧链是可以移动的,有利于电活性物质和离子等在聚合物基体中的扩散和迁移.     

聚氨酯弹性体的相区相容性和阻尼性能研究

合成了一系列含有不同软段的聚氨酯嵌段共聚物及接枝共聚物,并测试了其动态力学性能,结果表明,聚氨酯共聚物的相容性与大分子的链结构有关,接枝链的存在对聚氨酯嵌优共聚物相空性和阻尼性能有很大影响。     

氟化（甲基）丙烯酸酯聚合物结构与表面润湿性

氟化（甲基）丙烯酸酯聚合物是一类新型的低表面能材料,它的氟化链段使其具有优异的疏水疏油性能,而非氟化（甲基）丙烯酸酯链段则赋予了其良好的溶解性和相容性。通过设计和控制氟化（甲基）丙烯酸酯聚合物的结构可改变聚合物表面润湿性。本文综述了影响氟化（甲基）丙烯酸酯均聚物、无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、核壳共聚物和交联网状共聚物表面润湿性的因素,通过分析聚合物的结晶度、表面元素含量、表面能和接触角讨论了聚合物结构与表面润湿性及润湿稳定性之间的关系,并给出了相关模型,为今后设计合成具有稳定表面润湿性的氟化（甲基）丙烯酸酯聚合物提供了理论依据和指导。     

温度/pH敏感性P(MAA-g-DEAM)共聚物水溶液的相行为

利用大分子单体技术通过自由基共聚法合成了由甲基丙烯酸(MAA)和N, N-二乙基丙烯酰胺(DEAM)组成的几种不同组成的P(MAA-g-DEAM)接枝共聚物.通过UV-Vis 透光率的测定和荧光探针技术, 对共聚物水溶液的相行为进行了研究. 研究表明, 此接枝共聚物具有相互独立的温度和pH 敏感性；几种组成不同的P(MAA-g-DEAM)接枝共聚物具有基本相同的低临界溶解温度(LCST)；它们的临界相变pH与接枝共聚物的组成有关, 温敏性PDEAM 枝链的接枝率越高, 其临界相变pH 越高. pH > 5.5 时, 接枝共聚物的主链是一种较为松散的线团构象；pH < 5.5 时, 接枝共聚物的主链是一种较为压缩的线团构象. 这种接枝共聚物高分子聚集体在新的纳米复合材料的合成方面有可能获得应用.     

聚苯乙烯大分子单体与醋酸乙烯酯接枝共聚物的合成及表征

<正> 用大分子单体与小分子单体共聚是七十年代初才出现的合成接枝共聚物的一种新方法。通过共聚合反应而不是接枝反应同时形成主干及支链。这种接枝共聚物由于形成支链的大分子单体是预先合成的,其分子量分布较窄,又可调节控制,所以合成的接枝共聚物支链长短比较均一,副反应较少,链结构比较明确,因此也易于表征。     

聚甲基丙烯酸-聚酯接枝共聚物

本工作合成了含有聚甲基丙烯酸和各种聚酯(聚ω-羟基庚酸酯,聚ω-羟基壬酸酯或聚ω-羟基十一酸酯)的接枝共聚物。结果表明,接枝共聚物的产率和反应速率与原料的比例以及所用聚酯结构单位中—CH_2—数目有关。 所得接枝共聚物只溶于含有极性和非极性的溶剂(例如苯甲醇)中,它在单一的极性或非极性溶剂中的溶胀度与接枝共聚物中聚甲基丙烯酸主链和聚酯枝链的比值以及所用聚酯分子结构有关。 不同聚酯枝链的结构和含量使所得的接枝共聚物具有不同的结晶度。结晶形的接枝共聚物有可能形成球晶。 接枝共聚物在高于原来聚酯的熔点和高于ΠMAK的分解温度以上的宽广温度范围内(220—250℃)出现高弹态。     

聚苯乙烯大单体与丙烯酸丁酯接枝共聚物的微观分相与表面性能研究

研究了以大单体技术合成的不同侧链长度的苯乙烯与丙烯酸丁酯的接枝共聚物的侧链长度对其微观分相与表面性能的影响,发现仅当聚苯乙烯侧链分子量大于5900时,才可能发生部分微观相分离,分离后对其表面性能影响不明显。临界表面张力r_c虽有差异,但色散力部分y_s^D的计算值却较一致,与所用参照液无关。实验证实,接枝共聚物的表面几乎全被低表面能的聚丙烯酸丁酯骨架所复盖,呈现出明显的表面富集现象。     

含氟两亲接枝共聚物的制备及其与牛血清蛋白作用的研究

用端基反应法合成了对乙烯基苄基的聚乙二醇大分子单体,将该大分子单体与甲基丙烯酸六氟丁酯共聚,合成了一种含氟两亲接枝共聚物.利用1H-NMR1、9F-NMR、GPC对大分子单体和两亲接枝共聚物进行了表征.表面张力法测定了两亲接枝共聚物的临界胶束浓度,发现随着共聚物中含氟链段含量的增加,其临界胶束浓度降低.采用荧光光谱研究了含氟两亲接枝共聚物与牛血清蛋白(BSA)的相互作用,结果表明由于含氟链段疏水力的作用,含氟两亲接枝共聚物能与牛血清蛋白发生相互作用使其荧光增强,随着含氟两亲接枝共聚物浓度和共聚物中含氟链段含量的增加,荧光增强幅度加大.通过透射电子显微镜(TEM)和激光光散射粒度仪(PCS)测试发现,当BSA加入到含氟两亲接枝共聚物的胶束溶液后,所得胶束的粒径和粒径分布变大,共聚物胶束由规整的实心核壳结构变为囊泡状核壳结构.     

苯乙烯基封端反应性等规聚丙烯的催化合成及其在构筑新型拓扑结构聚丙烯高分子中的应用

在具有高度等规定向能力的rac-Me2Si(2-Me-4-Ph-Ind)2ZrCl2/MAO催化体系所催化的丙烯聚合反应中,通过控制聚合条件,实现聚合物链选择性地向对双苯乙烯单体的链转移反应,合成出一种新的苯乙烯基封端的反应性等规聚丙烯.以这种苯乙烯基封端反应性聚丙烯为结构单元,构筑了两种拓扑结构(接枝和星型)的聚丙烯共聚物,一是在CpTiCl3/MAO催化下,与苯乙烯小分子进行配位聚合,合成了以间规聚苯乙烯为主链、等规聚丙烯为侧链的接枝共聚物(sPS-g-iPP);二是选择性地在链端苯乙烯基上进行氯化和取代反应,定量地将叠氮基团引入等规聚丙烯链端,再与多炔基偶合剂进行点击反应,合成了星型等规聚丙烯.     

聚砜与丙烯酸的紫外光辐射接枝共聚及其表征

在均相溶液体系下,运用紫外光辐射引发合成了聚砜与丙烯酸的接枝共聚物。用化学滴定、漫反射傅立叶变换红外光谱和热分析等技术对接枝聚合物进行了表征。结果表明:丙烯酸被接枝在聚砜链上;光照时间、单体浓度和光引发剂浓度对接枝率均有较大影响。膜表面接触角的研究表明,接枝共聚物膜的亲水性比改性前有所提高。     

PLA大分子单体接枝NVP共聚物的合成与性能

制备了末端为双键的功能化聚乳酸大分子单体(PLA-HEMA),并以此大分子单体与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)进行自由基溶液共聚,合成了具有亲水性PVP-PHEMA主链和疏水性PLA支链的接枝共聚物。用FT-IR1、H-NMR、GPC、DSC、表面接触角测定研究了共聚物的结构与性能。结果表明:共聚物为非晶聚合物;NVP的摩尔投料量对共聚物的性能有显著影响,随NVP投料量增大,共聚物的分子量有所下降,玻璃化转变温度(Tg)增大;由于亲水性PVP和PHEMA链段的引入,共聚物的亲水性优于相应的线型聚乳酸材料。     

聚苯乙烯大单体与丙烯酸酯接枝共聚物对聚苯乙烯表面的改性研究

研究了由大单体技术合成的侧链为聚苯乙烯、骨架由丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸羟乙酯/丙烯酸丁酯组成的接枝共聚物对聚苯乙烯的表面改性效果(试样浇注于玻璃纸上成膜)。发现仅添加0.5wt％的接枝共聚物就可完全改变聚苯乙烯膜两面的临界表面张力γ-c与表面能中的色散力部份γ_s~D,少量添加的接枝共聚物在改性聚苯乙烯膜的两面呈现出明显的表面富集现象。虽然两类接枝共聚物的极性有较大的差异,但改性聚苯乙烯成膜后的自由表面均显示出与聚丙烯酸丁酯相同的低表面能(γ_s~D=37×10~(-3)牛顿·米~(-1)),而添加三元接枝共聚物的改性膜与玻璃纸接触的表面却具有高于聚苯乙烯的表面能|(γ_s~D=54×10(-3)牛顿·米~(-1))。这种改性膜的两面具有不同的表面能是由于接枝共聚物中不同的组分在膜的两面富集所致,已通过ESCA的表面测试结果证实,并与按Gibbs吸附式的计算值相符。     

开环易位聚合合成瓶刷聚合物

瓶刷聚合物是一类具有独特侧链结构的梳形聚合物。功能性瓶刷聚合物在光子晶体、表面活性剂、医药载体、防污涂层以及智能材料等领域具有良好的应用价值。通过开环易位聚合合成瓶刷聚合物的方法具有合成步骤简单、聚合物接枝密度高和侧链组成均一等优点,在控制聚合物组成、分子量和分散性等方面具有显著优势。本文基于开环易位聚合,简述了合成瓶刷均聚物以及嵌段型、混合型和核-壳型三种类型的瓶刷共聚物的方法,并介绍了合成精确结构的瓶刷聚合物的新进展。     

两亲性纤维素接枝聚脱氢枞酸共聚物的制备及性能研究

通过均相原子转移自由基聚合法(ATRP)将生物质基疏水性松香单体(脱氢枞酸(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯,MAEDA)接枝到纤维素骨架上合成了全生物质基两亲性的纤维素-g-聚脱氢枞酸接枝共聚物(cellulose-g-PMAEDA).ATRP反应过程动力学研究表明cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的合成过程是活性可控的;傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶色谱(GPC)和X射线衍射(XRD)结果证实了cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的成功合成;由于聚脱氢枞酸侧链的引入,cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的热稳定性,疏水性能明显提高,并且具有紫外吸收性能;动态光散射仪和透射电镜结果表明两亲性cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物能够在水溶液中自组装成平均粒径约为200 nm左右的纳米微球,并且该纳米微球具有以纤维素为壳,聚脱氢枞酸酯为核的核壳结构.