三元共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)的制备与膜性能研究

以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体,采用自由基聚合法合成一系列三元无规共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)(PEDM)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1 H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和动态热机械分析仪(DMA)等对无规共聚物的结构及性能进行了表征。采用溶剂挥发法将共聚物制备成膜,接触角测试表明共聚物膜具有一定的pH值响应性;改变溶剂种类还可以调控膜的浸润性及表面形貌,并研究了不同膜表面的细胞粘附行为。     

UV固化含氟聚丙烯酸酯的制备

以甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯为聚合单体,偶氮二异丁腈为引发剂,通过溶液聚合制得了含氟羟基聚丙烯酸酯共聚物(PGHES),以含异氰酸酯的不饱和单体HIp与共聚物PGHES侧链上的羟基反应制得光敏性含氟聚丙烯酸酯(U-PGHES)。用傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)表征聚合物结构;用凝胶渗透色谱(GPC)及差示扫描量热仪(DSC)表征聚合物分子量及玻璃化转变温度;用光学接触角测量仪测量了聚合物固化膜接触角并计算得到表面能。结果表明,固化膜表面能随U-PGHES中含氟量的增加而降低,当含氟量达到9%时,表面能降低趋缓。     

含氟丙烯酸酯共聚物乳胶膜性能的研究

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,阳离子单体甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DM)及含氟单体2-(N-甲基全氟辛烷基磺酰基)乙基丙烯酸酯(FM)为功能性单体,采用无皂乳液聚合制备出稳定的阳离子含氟丙烯酸酯共聚物乳液.检测含氟丙烯酸酯共聚物乳液的成膜性以及乳胶膜的相关性能.研究表明,硬软单体配比为1:1～1:1.5范围内,乳胶膜的成膜性能较好;引发剂用量增加,乳胶膜的耐水性降低;含氟单体量增加,乳胶膜的耐水性、耐溶剂性随之增强,乳胶膜的拉伸强度随之增大,断裂伸长率随之减小.通过液体在乳胶膜表面接触角大小的变化,表明热处理有利于含氟共聚物中的含氟链段在乳胶膜表面富集;随着含氟单体量的增加,乳胶膜表面自由能下降.     

纳米C60/C70-丙烯酸(酯) 共聚物的合成及性能

将纳米C60／C70与丙烯酸(酯)单体在引发剂作用下共聚，合成得到C60／C70-丙烯酸(酯)共聚物。对该共聚物的结构进行了红外光谱和荧光光谱分析，探讨了有富勒烯参与的聚合反应机理和共聚物结构。将该共聚物用有机胺中和成盐，使其水性化，制得水溶性纳米C60／C70-丙烯酸(酯)高分子成膜材料，对其成膜性能进行了分析测试。发现C60／C70对丙烯酸(酯)聚合物具有独特的成膜改性功能。     

双重改性聚偏氟乙烯膜的制备及血液相容性

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,以亲水性、生物相容性极佳的丙烯酰吗啉(ACMO)及带强阴离子性磺酸基的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为功能单体,通过自由基聚合制得PVDF接枝共聚物,并用红外光谱和核磁共振对其进行表征。通过浸没沉淀相转化法制备了共聚物膜,用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪、全自动凝血仪对膜的表面组成、结构形貌、亲水性及血液相容性进行了研究。结果表明,在成膜过程中功能基团均向膜表面偏析,有致孔作用。与纯PVDF膜相比,改性膜的亲水性提高,且能抑制血细胞粘附,其活化部分凝血活酶时间及凝血酶原时间分别延长了7.80 s和2.83 s,纤维蛋白原的浓度从0.897 g/L降低到0.818 g/L,改性后膜的亲水性及血液相容性提高。     

高性能含硅、氟甲基丙烯酸酯共聚物的研究

制备了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅基)硅烷W D、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷及其与甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异丁酯和含氟甲基丙烯酸酯的共聚物,通过IR、水接触角、吸水率、铅笔硬度和DSC等手段研究了共聚工艺、含氟单体、硅烷单体及催化交联剂对共聚物膜表面性能和力学性能的影响。延迟滴加有机硅单体尤其是W D和含氟单体可使低用量硅氟单体下的共聚物膜表面憎水性大大增强;催化交联剂可使共聚物的玻璃化温度从31.21℃提高到53.12℃,膜的铅笔硬度达到4H以上。     

甲基丙烯酸树脂的合成及在负性光致抗蚀剂中的应用

以甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯(MAd MA)为单体,通过自由基聚合制备了不同MAd MA含量的共聚物PMMHM,再与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应制得光敏共聚物PMMHM-G。用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热等表征了聚合物的结构与性能;以PMMHM-G为基体树脂配制了光致抗蚀剂,测试了抗蚀剂膜的硬度与附着力,并用扫描电子显微镜观测了光致抗蚀剂的分辨率。结果表明,随着MAd MA含量升高,共聚物的相对分子质量下降,玻璃化转变温度升高,树脂的耐碱性增强,光致抗蚀剂的硬度和附着力良好,分辨率达50μm。     

高分子富氧膜的研究——(Ⅰ)几种聚烯烃及其改性聚合物的成膜与氧氮透过性能

研究了TPX、乙丙共聚物、中1,2-聚丁二烯和3,4-聚异戊二烯及其共混改性聚合物的均质膜的成膜规律和工艺方法,提出了“液面框架成膜法,成功地解决了强度低,、室温处于高弹态聚合物均质膜的制膜困难。用SEM.DSC.WAXD和POM分析了膜的形貌和形态结构、以压力法和体积法测定了膜的氧氮选择透过性,发现溶剂蒸发温度和后处理条件对膜的表面形貌,形态结构及气体透过性产生深刻影响;大分子共混改性TPX膜的结晶度降低;除等规聚丙烯和3,4-聚异戊二烯外、其余所研究的聚合物膜的P_(O_2)达10~(-9)(cm~3(STP)cm/cm~2.s.cmHg],α-(O_2)/N_2为2.8—5.0,改性TPX的气体透过性及透过稳定性较改性前有所改善。     

稳定中空聚合物胶束的制备及性能表征

以3-苄基三硫酯丙酸(BSPA)为链转移剂,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合制得了相对分子质量单分布的大分子链转移剂聚苯乙烯(PS-CTA),以其为链转移剂,使丙烯酸(AA)和甲基丙烯酰氧乙基肉桂酸酯(CEMA)进行无规共聚,获得光敏性两亲嵌段共聚物PS-b-P(CEMA-co-AA)。采用红外光谱、核磁共振对共聚物的结构进行表征。通过透射电子显微镜、紫外可见光光谱等测试分析表明,所得双亲性PS-b-P(CEMA-co-AA)在选择性溶剂中可自组装成平均粒径为430nm的中空胶束,其具有较好的光敏性;在紫外光照射下,胶束内外壁中的肉桂酰基发生光交联反应,胶束的平均粒径减小到374nm,将其置于四氢呋喃中仍可观察到稳定的中空结构,中空聚合物胶束在光交联前后均具有较好的pH敏感性。     

两亲性共聚物与PVDF共混合金膜的结构控制与表面自组装行为

从分子结构设计出发,合成了一系列可用于聚偏氟乙烯(PVDF)膜共混改性的两亲性共聚物,这些共聚物具有不同的分子结构(包括接枝、嵌段、交替、超支化等)和链形态(包括梳状、哑铃状、链球状等).将这些两亲性共聚物与PVDF膜材料进行溶液共混,通过溶液相转化法制备共混合金膜.在对成膜体系热力学和动力学分析的基础上,调控成膜工艺参数,实现了对PVDF共混合金膜的结构控制.通过研究发现:两亲性共聚物在成膜过程中自发地向膜表面迁移富集,并进行自组装,显著改善了PVDF膜的亲水性和抗污染性能.通过两亲性共聚物中的反应性基团,还可在膜表面固定某些功能分子或基团,进一步对膜进行表面修饰.     

原子转移自由基聚合用于聚砜膜的疏水改性研究

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,将疏水单体2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(TFEMA)接枝到氯甲基化聚砜(CMPSF)材料上,得到不同反应时间的接枝共聚物PSF-g-PTFEMA,并用FT-IR、19F-NMR对产物的结构进行了表征。最后,采用涂覆法对PSF膜表面进行改性,通过测定涂覆后的膜表面静态水接触角,考察了接枝产物对膜的疏水性能的影响。     

臭氧引发接枝制备聚偏氟乙烯亲水膜

利用臭氧的强氧化性,对溶解在N-甲基吡咯烷酮中的聚偏氟乙烯进行处理引入过氧基团,然后通过热引发接枝聚合亲水性聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA),通过相转变法(phase inversion)制备具备亲水特性的PVDF分离膜.通过红外光谱、热重分析和接触角测试对接枝改性后的聚偏氟乙烯的结构和性能进行表征.红外光谱显示在1 734 cm-1处出现PEGMA的特征吸收峰,表明已成功接枝上PEGMA.接枝后的PVDF膜接触角降低到42°,表现出很好的亲水性;同时研究了接枝条件对改性膜亲水性的影响,随接枝单体浓度增加其亲水性增大;改性前后的聚偏氟乙烯膜的表面形貌通过扫描电子显微镜(SEM)分析表明,在相同成膜条件下改性后分离膜表面形貌发生很大变化,改性后制备的分离膜有较大的膜孔出现;水通量测试和牛血清蛋白吸附实验进一步表明,接枝改性可以明显改善PVDF分离膜的亲水性和抗污染性能.     

光敏甲基丙烯酸酯共聚物的合成及在负性光致抗蚀剂中的应用

以甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸苄基酯(BZMA)为原料,通过自由基聚合制备了聚甲基丙烯酸酯系列共聚物PMMHB,再用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与PMMHB反应制得光敏共聚物PMMHB-G。用傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)表征了聚合物的结构与性能,用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观测了光致抗蚀剂的耐酸性、微观线路及分辨率。结果表明,随共聚物组成中BZMA含量增加,其分子量(-Mn)和玻璃化温度(Tg)呈下降趋势,热分解温度(Td)提高,光致抗蚀剂的耐酸性随BZMA含量的增加而有所提高。由PMMHB-G制得光致抗蚀剂的图像线路清晰笔直,分辨率可达到40μm。     

聚丁二烯段1,2结构含量对SBS表面相分离形貌的影响

本文以三嵌段共聚物聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SBS)为研究对象,原子力显微镜(AFM)为研究手段,对PB段1,2结构的含量对SBS表面微相分离形貌的影响进行了研究,研究结果表明,无论采用甲苯还是环己烷为成膜溶剂,PS呈都圆柱状分散在连续的橡胶相中,但是随着聚丁二烯段1,2结构含量由28%增加到33%,其结构排列的有序性会发生相应下降.此外,本文还对制膜所选择的溶剂种类对嵌段共聚物形貌的影响进行了讨论.     

铸膜液溶解温度对制备PVDF微孔膜结构的影响

铸膜液的溶解温度对浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜结构具有显著影响。所成膜断面底层为胞腔状结构,胞腔直径的大小随铸膜液溶解温度的升高而增大,且胞腔表面为三维网络状结构。结合三元相图和膜的微观结构分析认为,该制膜体系成膜过程中首先发生双节液-液分相,贫聚合物相成核并粗化形成胞腔,继而发生旋节液-液微相分离。溶解温度对成膜结构的影响与PVDF分子和溶剂分子间的溶剂化作用、成膜过程中高分子线团的构象变化有关。     

阳离子型含氟丙烯酸酯的制备及防水防油性能

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(FM)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸十八酯(ODA)为原料,采用无皂乳液聚合制得了阳离子含氟丙烯酸酯多元共聚物乳液。对聚合物的结构、组成进行了表征研究,研究了共聚乳液膜表面的性质。结果表明,随着共聚物中全氟单体含量的增加,共聚物膜的表面能显著降低,当全氟单体的含量达到25%(质量分数)时,其表面能降低到19.99 mJ/m;并通过热处理表明了含氟单体随温度、时间增大更容易向表面富集的现象,当达到60min,120℃时水和油接触角分别达到了110°和83°。     

新型支化有机硅单体的合成及其硅丙乳液的研究

利用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(M PS)的烷氧基与氯硅烷(CM S)的取代反应,合成了具有支化结构的高硅含量反应性有机硅单体甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(M ATS),并用1H-NM R、FT-IR对其结构进行了表征。以M ATS为功能性单体,与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚合,制得了稳定的高硅含量硅丙乳液。对乳液聚合物的力学性能、表面接触角、吸水率等的测试结果表明,M ATS分子中的支化型大体积疏水基团能有效提高共聚物的有机硅含量,显著降低聚合物的表面能,提高其耐水性和力学性能,可制得一类具有优良疏水性及低表面能的功能材料。     

含氟丙烯酸酯核壳乳液的合成与性能

采用三阶段种子半连续乳液聚合,制得了以BA(丙烯酸丁酯)-MMA(甲基丙烯酸甲酯)共聚物为核,BA-MMA-TFEA(甲基丙烯酸三氟乙酯)共聚物为壳的核壳型含氟丙烯酸酯乳液.对乳液聚合过程中单体转化率的变化,特别是乳胶粒子的增长及分布的演变进行了测试和分析,证实了乳胶粒子核壳结构的形成.乳液聚合物膜的性能测试结果表明,与相同含氟单体用量的常规孔液相比,含氟聚合物富集于壳层的核壳形态有利于含氟结构单元在聚合物膜表面的分布,使用少量的含氟单体即可显著降低聚合物膜的表面能,提高其耐水性.     

含氟接枝共聚物的合成与表征

苯乙烯(St)与对氯甲基苯乙烯(CMS)进行自由基共聚制得共聚物(PSC),用PSC引发甲基丙烯酸十二氟庚酯进行原子转移自由基聚合(ATRP),制得含氟接枝共聚物(PGF)。利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、差示扫描量热(DSC)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构和性能进行表征。结果表明,当含氟单体转化率相近时,支链长度(Mn,s)随PGF的支链数目增加而减少;随着Mn,s的增加,成膜温度对PGF疏水性能的影响越明显;Mn,s为1142时,PGF有83℃和94℃两个玻璃化转变温度(Tg),均比PSC的Tg(103℃)低。     

聚酰亚胺膜溶剂体系的筛选及其作用

采用一种新型的可溶性聚酰亚胺ODPA-BAPP为膜材料,分别用溶度参数法和黏度法对溶剂进行了筛选,然后选定N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂,分别采用挥发性强的四氢呋喃、丙酮、乙醚作为第二溶剂(共溶剂),讨论了它们对成膜过程中的凝胶速率及形成的膜表面形貌的影响.实验结果表明:(1)NMP对ODPA-BAPP的溶解性最好;(2)第二溶剂的挥发性能越好,浇铸膜时的凝胶速率就越慢,就越利于形成表面致密结构的膜.