以atrp方法制备含氟嵌段共聚物及其性能研究-高分子化学与物理专业论文.docx

摘要本文采用原子转移自由基聚合(AaxP)溶液聚合方法，以口．溴代丙酸乙酯(EPN．ar)为引发剂，过渡金属卤化物与配位剂络合物(氯化亚铜(CuCI)!联二吡啶(bpy))为催化体系，环己酮为溶剂，对甲基丙烯酸2，2，2．三氟乙酯(TFEMA)和苯乙烯(St)进行分子设计，合成出一系列不同分子量大小，窄分布的大分子引发剂PTFEMA-Br,并以此大分子引发剂为母体引发st进行ATRP活性聚合，得到了一系列不同分子量大小且分布较窄的含氟嵌段共聚物PTFEMA-b．PSt；同时以傅立叶变换红外光谱仪(m)、核磁氢谱1H．NMR和核磁氟谱19F．NMR及差示扫描量热仪(DSC)等方法对聚合物的结构进行了表征；用凝胶色谱法(GPC)对聚合物的分子量大小及其分子量分布进行了考察，确定了其相应的组成和结构。将实验得到的含氟嵌段共聚物溶解于甲苯溶剂中，研究了其在溶剂的自组装行为，将不同结构的含氟共聚物在玻璃载玻片上成膜，研究了聚合物的表面行为，并且本文对该聚合反应的动力学进行了研究，找到了该体系聚合反应的规律。本文以不同分子量的PTFEMA．Br预聚体作为大分子引发剂，利用ATRP技术合成出分子量大小可控、分子量分布较窄的PTFEMA-b．PSt含氟嵌段共聚物。所得聚合物的分子量大小与单体转化率成J下比，分子量分布较窄。实验发现大分子引发剂的分子量大小对嵌段共聚物PTFEMA．b．PSt的合成有较大影响，以分子量较小的大分子引发剂引发聚合，制得到的嵌段共聚物的分子量分布较窄，且可以得到最大分子量为MnGPC=50866g．mol～，PDI=I．60的PTFEMA．b．PSt含氟嵌段共聚物，而以分子量较大的大分子引发剂引发得到的嵌段共聚物分子量较小，分布较宽。本文将不同结构的含氟嵌段共聚物PTFEMA．b．PSt溶解于不同浓度的甲苯溶液中，对其自组装行为进行了研究，结果表明当聚合物浓度达到一定程度时，其聚集体可形成粒径大小为132nm，分布指数为0．148，近似于球状的亚纳米级组装体。将不同结构的含氟嵌段共聚物成膜后对其表面行为进行了研究，结果表明，随着PTFEMA．b．PSt共聚物中氟含量的提高，溶剂在聚合物膜上的接触角都有不同程度的增大，说明聚合物的表面能逐渐降低。本文以不同分子量的PMMA．Br预聚体作为大分子引发剂，合成出一系列不同结构的PMMA．b．PTFEMA嵌段共聚物，并对该体系的动力学进行了研究。实验表明，当反应单体的浓度较小时，得到的嵌段共聚物的分子量分布较窄，随着反应单体浓度的增大，分子量分布逐渐变大。在该体系中以PMMA．Br(Mnavc-18398 g．mol。1)为引发剂，当反应单体浓度分别为【TFEMA]o／[PMMA．Br]o／[CuCl]o／[bpy]o=50／1／2／6、90／1／2／6、150／1／2／6和200／1／2／6时，得到的嵌段共聚物的分子量分布都相对较窄，其GPC分子量和理论计算得到的分子量接近。并且随着PMMA-Br大分子引发剂分子量的增大，PMMA-b．PTFEMA嵌段共聚物的转化率减小，嵌段效率降低。关键词：甲基丙烯酸；2，2，2．三氟乙酯；苯乙烯；甲基丙烯酸甲酯；原子转移自由基聚合；含氟聚合物；嵌段共聚物IIAbstractTheblockcopolymerof2,2，2-trifluoroethylmethacrylate(PTFEMA)-b-styrene(sohavebeencarriedoutbyatomtransferradicalpolymerization(ATRP)solutionpolymerizationunderhomogeneousconditionsusingCuCI／2．2-bipyridine(bpy)catalystwithandcyclohexanoneusedassolvent．Thestructureofcopolymerwasinvestigatedby肌，NMRandDSC，andthemolecularweightanditsdistributionwascharacterizedbyGPC．Inaddition，theself-assemblingactionofthecopolymerinsolventandthesurfaceperformanceofthecopolymerfilmwerestudiedalso．TheFITEMA-b··PStfluorine··containingblockcopolymerwithnarrowdistributionwassynthesizedbyATRPusingdifferentmolecularweightPTFEMA-Brasmacromonomerinitiator．Theexperime