本文關鍵詞：含PNIPAM鏈段多嵌段聚合物的合成、溶液和吸附行為研究

  更多相關文章： PNIPAM-PPO-PNIPAM PEO-PNIPAM 溫敏性 鏈構象 吸附行為

【摘要】：論文中采用原子轉移自由基聚合方法(ATRP),以Br-PPO-Br為大分子引發(fā)劑,通過一步或兩步聚合反應成功合成窄分子量分布的聚(N-異丙基丙烯酰胺)-聚(環(huán)氧丙烷)-聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-PPO-PNIPAM)三嵌段聚合物。通過微量差示掃描儀(Micro-DSC)對PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx與PEO45-PNIPAMx兩個系列聚合物的溫敏行為研究發(fā)現(xiàn)：對于PNIPAM鏈段長度較短的PNIPAMi5-PPO36-PNIPAMi5三嵌段聚合物,只有一個低臨界溶解溫度(LCST),大約為25℃,屬于PPO鏈段的LCST;對于PNIPAM鏈段長度較長的PNIPAM117-PPO36-PNIPAM117三嵌段聚合物,PNIPAM鏈段的相變占主導地位,只觀察到一個LCST為32.3℃；對于PNIPAM鏈段長度適中的PNIPAM33-PPO36-PNIPAM33和PNIPAM75-PPO36-PNIPAM75則觀察到了兩個LCST,分別屬于PPO鏈段和PNIPAM鏈段。而對于PEO-PNIPAM兩嵌段聚合物體系,其中PEO鏈段親水,使得PEO-PNIPAM的LCST比PNIPAM均聚物的LCST相對提高,且PEO鏈段比例越大,其LCST越高。動、靜態(tài)光散射(DLS SLS)研究結果表明：在低溫環(huán)境下(20℃), PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx和PEO45-PNIPAMx體系都可觀察到大顆粒尺寸的聚集體存在,而此時PPO、PNIPAM、PEO鏈段理論上都是溶于水的。這被認為是嵌段之間的不相容性以及水分子與聚合物鏈段的氫鍵橋連作用而形成的松散聚集體。隨著溫度上升到PPO鏈段的LCST, PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx三嵌段聚合物形成以疏水的PPO為核、親水的PNIPAM為殼的核-殼結構；溫度繼續(xù)上升到PNIPAM鏈段的LCST時,PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx三嵌段聚合物形成的核-殼結構進一步坍塌收縮形成硬殼球結構。PEO45-PNIPAMx兩嵌段聚合物體系的溶液行為又稍有區(qū)別,溫度高于其LCST時,形成穩(wěn)定的核-殼結構。接著采用石英晶體微天平(QCM)研究PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx三嵌段聚合物和PEO45-PNIPAMx兩嵌段聚合物于不同溫度中在疏水金電極表面的吸附行為,研究結果表明：1)吸附的速率常數(shù)隨PNIPAM鏈段長度增大而增大,卻隨溫度上升而下降。2)對于PNIPAM鏈段較長的PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx(x=33,75,117)三嵌段聚合物和PEO45-PNIPAMX (x=50,87)兩嵌段聚合物在其PNIPAM鏈段的LCST時都會發(fā)生異常的大量吸附現(xiàn)象。結合之前在PNIPAM-PEO-PPO-PEO-PNIPAM五嵌段聚合物的吸附研究中也發(fā)現(xiàn)五嵌段聚合物在PNIPAM鏈段的LCST處發(fā)生大量吸附現(xiàn)象,可以得出以下結論：對于含PNIPAM鏈段的PEO-PNIPAM、PNIPAM-PPO-PNIPAM和PNIPAM-PEO-PPO-PEO-PNIPAM嵌段聚合物體系,所觀察到的大量吸附現(xiàn)象與PNIPAM鏈段存在有關,與PPO鏈段和PEO鏈段無關；而且嵌段聚合物分子中PNIPAM鏈段需要達到一定的長度,使得PNIPAM鏈段具有自己的LCST, PNIPAM鏈段太短則不會發(fā)生大量吸附。
【關鍵詞】：PNIPAM-PPO-PNIPAM PEO-PNIPAM 溫敏性 鏈構象 吸附行為
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O631.3
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-38
• 1.1 NIPAM單體及聚合物簡介10-11
• 1.2 含PNIPAM鏈段聚合物的溶液行為11-19
• 1.2.1 溫度的影響11-14
• 1.2.2 濃度的影響14-16
• 1.2.3 溶劑的影響16-18
• 1.2.4 分子量和結構18-19
• 1.3 聚合物的吸附行為19-31
• 1.3.1 聚合物吸附行為概述19-20
• 1.3.2 聚合物吸附影響因素20-24
• 1.3.3 聚合物吸附的應用24-26
• 1.3.4 含PNIPAM聚合物的吸附研究26-31
• 1.4 課題提出31-32
• 參考文獻32-38
• 第二章 PNIPAM_x-PPO_(36)-PNIPAM_x嵌段聚合物的合成38-46
• 2.1 引言38-39
• 2.2 主要化學試劑及處理39-40
• 2.2.1 主要試劑規(guī)格和生產商39
• 2.2.2 主要試劑的精制39-40
• 2.3 大分子引發(fā)劑Br-PPO_(36)-Br的制備40
• 2.4 PNIPAM_x-PPO_(36)-PNIPAM_x的合成40-41
• 2.5 聚合物的表征41-42
• 2.6 結果討論42-45
• 2.7 本章小結45
• 參考文獻45-46
• 第三章 PNIPAM-PPO-PNIPAM和PEO-PNIPAM嵌段聚合物溶液行為46-62
• 3.1 引言46
• 3.2 表征方法46-48
• 3.2.1 微量差示掃描儀(Micro-DSC)46-47
• 3.2.2 動態(tài)光散射(DLS)和靜態(tài)光散射(SLS)47
• 3.2.3 比折光指數(shù)增量dn/dc測量47-48
• 3.3 結果與討論48-57
• 3.3.1 PNIPAM-PPO-PNIPAM和PEO-PNIPAM嵌段聚合物的溫敏性48-49
• 3.3.2 PNIPAM-PPO-PNIPAM和PEO-PNIPAM嵌段聚合物的稀溶液鏈構象49-57
• 3.4 本章小結57-58
• 參考文獻58-62
• 第四章 PNIPAM-PPO-PNIPAM和PEO-PNIPAM嵌段聚合物吸附行為62-78
• 4.1 引言62
• 4.2 實驗與表征62-66
• 4.2.1 樣品準備62-63
• 4.2.2 石英晶體金電極表面的修飾63
• 4.2.3 接觸角的測試63-64
• 4.2.4 石英晶體微天平(QCM)吸附測試64-66
• 4.3 結果與討論66-74
• 4.3.1 環(huán)境溫度對聚合物吸附行為的影響66-70
• 4.3.2 嵌段長度對聚合物吸附行為的影響70-73
• 4.3.3 嵌段類別對聚合物吸附行為的影響73-74
• 4.4 本章小結74-75
• 參考文獻75-78
• 第五章 結論與展望78-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文80

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