含主侧链结合型液晶嵌段共聚物的制备及相行为研究-高分子化学与物理专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 湘潭大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 关键词：刚柔嵌段共聚物；主 关键词：刚柔嵌段共聚物；主/侧链结合型液晶聚合物；微相分离；ATRP 嵌段共聚物能够组装形成不同尺寸的各种形态纳米结构，在于电、光学、磁 场设备和生物传感器等方面具有潜在的应用。将液晶基元引入嵌段聚合物，使得 其具有嵌段共聚物的微相分离和液晶聚合物分子尺度上长程有序的独特性质，其 分子结构在纳米及次纳米畴区的自组装能够构筑复杂的多层次、跨尺度的超分子 有序结构。 在 前 期 工 作 中 ， 本 实 验 室 制 备 了 一 种 含 主 / 侧 链 结 合 型 液 晶 聚 合 物 (MCSCLCP)，发现能构筑出多尺度、双层次有序结构。本文将该类主侧链结合 型液晶聚合物引入嵌段聚合物中，考察其液晶段相结构的变化以及嵌段聚合物微 相分离后的自组装形态。 1.首先通过原子转移自由基聚合方法(ATRP)聚合方法制备了 PS-b-PBBHCS、 PEO-b-PBBHCS 两个系列的液晶嵌段共聚物，通过 DSC、SAXS 等测试考察它 们的液晶相行为和微相分离形态。对于 PS-b-PBBHCS 系列，研究发现该体系中 液晶段仍保持与均聚物 PBBHCS 相同的相结构，且随着嵌段共聚物中两组分百 分含量的不同，其微相分离出现层状和四方柱状结构，因此该系列嵌段共聚物能 够构筑出三级尺寸的有序结构。而对于 PEO-b-PBBHCS 系列，除了发现该体系 液晶段同样保持着与均聚物相同的相结构外，未能观察到明显的微相分离现象。 2.将离子(LiClO4)引入嵌段聚合物PEO-b-PBBHCS系列，进一步研究离子的 引入对嵌段聚合物中液晶段相结构及相行为的影响，以及离子的引入和浓度的变 化对该体系微相分离形态的变化。通过DSC和X-ray衍射测试发现离子的引入虽 然未能使液晶段出现新的相结构，但却促进液晶相结构的稳定，且拓宽了液晶相 结构的温度区间，同时发现当离子含量达到一定程度后，该体系均能发生微相分 离，并且随着离子浓度的变化，微相分离产生的形态也随之变化，最为常见的是 由层状到六方柱状结构的转变。 Abstract For being able to self-assemble into versatile nanostructures in different length scales, the block copolymers (BCPs) are a good candidates for advanced technology devices such as electronic, optic, magnetic devices and biosensors. To prepare hierarchical functional BCPs, additional segments such as liquid crystals (LC) would be incorporated into this system. The liquid crystal block copolymer(LC BCPs) which contain microphase separation of the BCPs and the long-range order of liquid crystal polymer have been attention by the researcher. Meanwhile, the LC BCPs self-assembled would form various phase structure which exhibited hierarchical supra-molecular structures with ordering on both the nanometer and subnanometer length scales. In pr