含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的迁移行为及表面性能研究

利用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成结构明确且含氟量相同的两种嵌段共聚物:甲基丙烯酸丁酯-b-甲基丙烯酸六氟丁酯(PBMA-b-PHFBMA)和甲基丙烯酸丁酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物(PBMA-b-PDFHMA)。利用表面红外光谱和原子力显微镜研究了两种含氟嵌段聚合物以及它们加入到聚丙烯酸酯树脂中的迁移行为和表面性能。结果表明:对于含氟量相同的嵌段共聚物,具有较长含氟侧基的共聚物PBMA-b-PDFHMA比PBMA-b-PHFBMA的表面含氟量更高,表面自由能更低,且含氟侧链在薄膜表面呈针状垂直分布。含氟嵌段共聚物加入到聚丙烯酸酯树脂中后,混合树脂表面自由能降低明显,体现出明显的迁移行为;含氟嵌段共聚物的加入量在5%(wt)以上时,混合树脂的表面自由能趋于不变。在相同加入量情况下,具有较长含氟侧基的共聚物PBMA-b-PDFHMA比PBMA-b-PHFBMA降低表面自由能的作用更明显。     

PGMA-b-PS二嵌段共聚物的RAFT/细乳液合成及表征

以2-(十二烷基三硫代碳酸酯)-2-甲基丙烯酸为链转移剂,利用RAFT/细乳液联合技术合成了相对分子质量分布较窄(PDI=1.53)的大分子链转移剂聚甲基丙烯酸缩水甘油酯。再以该大分子为可逆加成-断裂链转移(RAFT)试剂,通过连续加料的方式加入苯乙烯后进一步引发聚合,得到PGMA-b-PS二嵌段共聚物。采用GPC、FT-IR、1H-NMR、DSC等方法对聚合产物进行了表征。结果表明:合成的聚合物为线型二嵌段共聚物,相对分子质量分布为1.87,该聚合过程具有活性/可控特征。DSC测得二嵌段共聚物具有2个玻璃化转变温度(Tg),分别为77.33℃和98.30℃。此外,还考察了单体加料顺序对聚合过程的影响。     

两亲性苯乙烯嵌段共聚物的合成及结构表征

以α,α'-二甲基-α-乙酸-三硫代碳酸酯(BDATC)为链转移剂,采用可逆-加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合方法合成了末端带有—COOH官能团的两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚-b-聚苯乙烯(PSt-b-POEOMA-b-PSt),这种含有亲水性端基的嵌段共聚物可以自组装成核-壳结构的纳米微粒,用于载药高分子的模板研究。利用FTIR、1HNMR、GPC对产物结构进行表征,用热失重(TG)和差示扫描量热(DSC)的方法研究了3种不同比例的嵌段共聚物的热性能。实验结果表明,通过RAFT聚合方法得到了所设计的嵌段共聚物,相对分子质量(简称分子量,下同)分布1.35左右;嵌段共聚物的热稳定性较好,通过玻璃化转变温度(Tg)的变化推测出嵌段共聚物中两种嵌段比例对两嵌段相容性的影响。     

聚甲基丙烯酸-苯乙烯-甲基丙烯酸的合成

以萘钠为引发剂双向引发活性阴离子聚合制备嵌段共聚物聚甲基丙烯酸叔丁酯-苯乙烯-甲基丙烯酸叔丁酯(PTBMA—PS—PTBMA)，并在碱性条件下水解合成了ABA型两亲嵌段共聚物聚甲基丙烯酸-苯乙烯-甲基丙烯酸(PMAA—PS—PMAA)。对产物进行了傅立叶红外光谱分析，热分析及凝胶色谱分析。当苯乙烯与α-甲基丙烯酸叔丁酯投料质量比为54：46时，所得共聚物相应嵌段质量比为79：2l左右。     

ATRP法合成两亲性三嵌段共聚物

采用原子转移自由基活性聚合(ATRP)的方法,先以苯乙烯(St)为单体,α-溴代异丁酸乙酯(Ei B-Br)为小分子引发剂,Cu Br/PMDETA为催化体系,通过本体聚合制备出大分子引发剂聚苯乙烯(PS-Br)。再以PS-Br为引发剂引发第二单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)的本体聚合,得到PS-b-PDMAEMA-Br二嵌段共聚物,接着用PS-b-PDMAEMA-Br分别引发第三单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸叔丁酯(t BMA)的本体聚合,得到三嵌段共聚物PS-b-PDMAEMA-b-Pt BMA,运用GPC、1H-NMR以及FTIR等对三嵌段共聚物进行表征;最后通过酸性水解得到PS-b-PDMAEMA-b-PMAA两亲性嵌段共聚物,并初步探究其表面活性。结果表明所得两亲性三嵌段共聚物具有一定的降低表面张力的能力,但弱于硬脂酸类小分子表面活性剂。     

羟化含氟嵌段共聚物的合成

用α-溴代丙酸乙酯(EPN-B)/氯化亚铜(CuCl)/联二吡啶(bpy)作为ATRP催化引发体系,环己酮为溶剂,进行甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(TFEMA)的原子转移自由基聚合(ATRP),得到单分散PTFEMA-X预聚体。并以此预聚体为大分子引发剂引发甲基丙烯酸-β-羟乙酯聚合,得到分子质量可控、分子质量分布窄的聚甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-b-聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯嵌段共聚物,用FTTR、~1H-NMR、GPC等对产物的结构与性能进行了表征。     

嵌段共聚物PAN-b-PZDMA的合成及表征

使用原子转移自由基聚合法(ATRP)设计合成了大分子引发剂PAN-Br,通过引发甲基丙烯酸锌单体聚合制备得到黏均相对分子质量(简称黏均分子量,下同)分别为7 507、8 517、9 905的嵌段共聚物聚丙烯腈-b-聚甲基丙烯酸锌(PAN-b-PZDMA),利用1HNMR和FTIR确认了大分子引发剂和嵌段共聚物的分子结构。TGA和DSC测试结果显示,ZDMA链段抑制了聚丙烯腈的环化反应,提高了聚合物的热性能。     

PS-b-PEA嵌段共聚物的合成与表征

采用“活性”自由基聚合的方法合成了不同分子量的苯乙烯和甲基丙烯酸乙酯[polystyrene-block-poly(ethyl methacrylate),PS-b-PEA]嵌段共聚物。并用凝胶渗透色谱(GPC)和红外光谱(FTIR)对所合成的共聚物进行了表征,实验结果显示:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基(HTEMPO.)和偶氮二异丁腈(AIBN)存在下,苯乙烯聚合反应所得到的聚苯乙烯分子量分布在1.18~1.2范围,分子量随聚合时间的延长而增大(7 200~69 300 g/mol);将该聚苯乙烯溶于甲基丙烯酸乙酯,在(130±2)℃时可以重新引发甲基丙烯酸乙酯的聚合反应,且甲基丙烯酸乙酯的聚合反应具有“活性”聚合的特征,共聚物的数均分子量及分布分别在57 800~107 800 g/mol和1.22~1.26范围,共聚物由FTIR表征显示:在聚苯乙烯接上聚甲基丙烯酸乙酯后,在1 158 cm-1及1 727 cm-1出现其甲基丙烯酸乙酯的特征吸收峰,说明共聚物为嵌段共聚物。     

PEG基氮氧自由基嵌段共聚物的制备及其对伯醇的催化氧化性能

以溴化的聚乙二醇(PEG)为大分子引发剂,甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(TMPM)为单体,通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP),得到PEG-PTMPM嵌段共聚物,然后经过3-氯过氧苯甲酸氧化,得到含氮氧自由基的嵌段共聚物(PEG-PTMA)。分别制备了两种嵌段共聚物MPEG-PTMA和PTMA-PEG-PTMA。在NaClO水油两相氧化体系下,研究了嵌段共聚物结构对伯醇选择性催化氧化性能的影响。结果表明,PEG链段和PTMA链段分子量以及嵌段共聚物类型均会影响催化性能,PEG分子量为2000的嵌段共聚物的活性甚至优于未负载的小分子TEMPO,对苯甲醇的转化率可达100%,对其它伯醇的转化率也在95%以上。嵌段共聚物回收方便,重复使用5次活性未见明显降低。     

PMMA-PTMA的合成及其催化分子氧氧化苯甲醇

通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合法(ARGET ATRP)依次聚合单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯(TMPM),制得嵌段共聚物PMMA-PTMPM,再用3-氯过氧苯甲酸(mCPBA)将TMPM中的哌啶基氧化为2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO),得到负载链段为聚甲基丙烯酸甲酯的氮氧自由基嵌段共聚物PMMA-PTMA。通过红外光谱、核磁共振波谱、紫外可见分光光度计和凝胶渗透色谱等手段对共聚物进行表征。研究了嵌段共聚物在分子氧氧化体系下对伯醇的选择性催化氧化性能,并与均聚物PTMA和负载链段为聚乙二醇的氮氧自由基嵌段共聚物PEG-PTMA进行比较。结果表明,嵌段共聚物在分子氧氧化体系中催化性能良好,整体性能优于PTMA和PEG-PTMA,并且嵌段共聚物回收方便,可以实现重复使用。     

羟化含氟嵌段共聚物的合成及其自组装行为研究

用α-溴代丙酸乙酯（EPN—B）／氯化亚铜（CuCl）／联二吡啶（bpy）作为催化引发体系,环己酮为溶剂,进行甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯（TFEMA）的原子转移自由基聚合（ATRP）,得到单分散PTFEMA—X预聚体。并以此预聚体为大分子引发剂引发甲基丙烯酸-β-羟乙酯聚合,得到分子质量可控、分子质量分布窄的聚甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-b-聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯嵌段共聚物,用FTIR、^1H—NMR、GPC等对产物的结构与性能进行了表征。同时利用动态激光光散射（DLS）对嵌段共聚物的自组装行为进行了研究。     

pH和CO_2响应性嵌段共聚物的合成及其自组装行为

采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)和开环聚合(ROP)合成一种具有双重敏感性的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-b-聚乳酸(PDMAEMA-b-PLA)嵌段共聚物。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振波谱(1HNMR)对双亲性嵌段共聚物的结构进行表征;用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、Zeta电位及粒度分析仪和扫描电子显微镜(SEM)研究了其自组装行为及聚集体的大小、形态变化,结果表明,嵌段共聚物在酸性和中性条件下有pH敏感性和CO2响应性,且具有良好的可逆性。     

pH响应型六臂星形共聚物的制备及药物控释研究

通过开环聚合(ROP)和原子转移自由基聚合(ATRP)设计合成了两种两亲性六臂星形共聚物聚己内酯-b-聚甲基丙烯酸羟基乙酯(6sPCL-b-PHMEA)和聚己内酯-b-聚甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸羟基乙酯(6s PCL-b-PDEAM-b-PHEMA)。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和动态光散射技术(DLS)研究了共聚物的结构和胶束的粒径,并以阿霉素(DOX)为模型药物考察了两种胶束的药物控释动力学。结果表明:两种胶束均具有合适的粒径,可作为DOX载体,6sPCL-b-PHEMA和6s PCL-b-PDEAM-b-PHEMA胶束的载药量分别为11.56%和14.23%。体外释药实验结果表明,与二嵌段星形共聚物相比,三嵌段星形共聚物具有显著的p H敏感性,pH值从7.4降至2.2时,胶束中DOX的累积释药率显著增大。这种p H响应的六臂星形共聚物具有潜在的抗癌药物控释应用前景。     

国外文献摘要

<正>经双嵌段共聚物P(MMA-b-MAA)改性的PVC膜的防污性能∥Liu Weidong(膜与水处理工程中心,高分子合成与功能构造教育部重点实验室,浙江大学高分子科学与工程系,杭州,310027,中国),Chinese Journal of Polymer Science,2012,30(4):568-577采用原子转移自由基聚合法并改变聚甲基丙烯酸(PMAA)链长度,合成了3种明确定义的双嵌段共聚物——聚(甲基丙烯酸甲酯-b-甲基丙烯酸)[P(MMA-bM AA)]。这些共聚物与PVC共混,通过相转化法制备了多     

可逆加成-断裂链转移聚合制备聚氯乙烯-b-聚乙二醇-b-聚氯乙烯共聚物

合成了含黄原酸酯端基的聚乙二醇(X-PEG-X)大分子链转移剂,并以其为可逆加成-断裂链转移试剂调控氯乙烯(VC)溶液和悬浮聚合,合成聚氯乙烯-b-聚乙二醇-b-聚氯乙烯(PVC-b-PEG-b-PVC)三嵌段共聚物。X-PEG-X调控VC溶液聚合得到的共聚物的分子量随聚合时间增加而增大,分子量分布指数小于1.65。X-PEG-X具有水/油两相分配和可显著降低水/油界面张力的特性,以X-PEG-X为链转移剂和分散剂,通过自稳定悬浮聚合也可合成PVC-b-PEG-b-PVC共聚物,共聚物颗粒无皮膜结构,分子量随聚合时间增加而增大;由于VC悬浮聚合具有聚合物富相和单体富相两相聚合特性,共聚物分子量分布指数略大于溶液聚合共聚物。通过乙酸乙烯酯(VAc)扩链反应进一步证实了PVC-b-PEG-b-PVC的"活性",并合成PVAc-b-PVC-b-PEG-b-PVC-b-PVAc共聚物。水接触角测试表明PVC-b-PEG-b-PVC的亲水性优于PVC。     

两亲扩展型共聚物的合成及中间极性嵌段对乳化性能的影响

采用聚乙二醇单甲醚(Mn=1 900,5 000)分别引发丙交酯和ε-己内酯开环聚合合成了中间嵌段(PLA)聚合度递增的聚乙二醇-聚丙交酯-聚己内酯(MPEG-PLA-PCL)两亲扩展型共聚物和相应的聚乙二醇-聚己内酯(MPEG-PCL)两嵌段共聚物。用FTIR、1HNMR和GPC对产物结构进行了表征,研究了共聚物和常规低分子表面活性剂的乳化性能,探讨了中间极性嵌段的长度对共聚物乳化性能的影响。结果表明,对于甲苯/水体系,共聚物可用于制备稳定的O/W型乳液,且三嵌段共聚物的乳化性能优于低分子表面活性剂;随着引入PLA嵌段聚合度的增加,共聚物的乳化能力呈先增加后减小的趋势;相对于MPEG1900系列共聚物,MPEG5000系列共聚物中需要引入更长的中间嵌段才能获得最佳乳化性能。     

聚醚氨酯结构与微相分离的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)为软段，以4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和间苯二胺为硬段，合成了一系列聚醚氨酯嵌段共聚物。利用傅立叶红外光谱(FTIR)、差热分析(DSC)和小角X光散射(SAXS)对聚醚氨酯嵌段共聚物的微相分离进行了研究，发现在聚醚氨酯嵌段共聚物中存在两相结构，其微相分离程度随硬段含量的增加而降低。     

PMMA-b-PHEMA/纳米SiO2复合材料的制备与性能

采用分步法合成了聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯(PMMA-b-PHEMA)嵌段共聚物。采用硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅进行表面改性,然后在四氢呋喃(THF)中制备出(PMMA-b-PHEMA)/纳米SiO2复合材料。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、扫描电镜(SEM)分析了复合材料的组成与结构,通过热重分析(TGA)、差热分析法(DTA)研究了SiO2质量分数对复合材料热性能的影响。结果表明,所制备的(PMMA-b-PHEMA)/纳米SiO2复合材料中嵌段共聚物与无机纳米SiO2相容性良好,复合材料的热稳定性优于嵌段共聚物PMMA-b-PHEMA。     

P2VP-b-PS-b-PI三嵌段共聚物的RAFT合成及表征

以S-十二烷基-S’-(α,α’-二甲基-α’’-乙酸)-三硫代碳酸酯(DDMAT)为链转移剂,通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)方法制备了窄分布的聚2-乙烯基吡啶。再以该聚合物为大分子链转移剂,引发苯乙烯的RAFT聚合,得到聚2-乙烯基吡啶-b-聚苯乙烯(P2VP-b-PS)的两嵌段共聚物。以P2VP-b-PS为RAFT试剂,合成聚2-乙烯基吡啶-b-聚苯乙烯-b-聚异戊二烯(P2VP-b-PS-b-PI)的三嵌段共聚物。运用1H NMR、IR和凝胶渗透色谱(GPC)等技术对产物的结构和分子量及分子量分布进行表征,采用原子力显微镜(AFM)观察三嵌段共聚物薄膜的微相分离结构。结果表明,所得三嵌段共聚物P2VP72-b-PS136-b-PI300分子量分布较窄(PDI=1.69),合成过程具有活性/可控聚合特征,聚合物薄膜经溶剂退火处理后出现了明显的微观相分离结构。     

可逆加成-断裂链转移自由基聚合反应制备含氟丙烯酸酯嵌段共聚物

以苯乙烯(St)、1H,1H,2H,2H-丙烯酸全氟癸酯(FOA)为聚合单体,二苄基三硫代碳酸酯(DBTTC)作为RAFT试剂,通过可逆加成-断裂链转移反应合成了一系列PS-PFOA-PS三嵌段含氟共聚物。傅里叶红外测试(FT-IR)表征了产物的结构,GPC、核磁等测试结果证明聚合过程符合活性聚合机理,聚合产物相对分子质量及其分布可控。DSC、XRD测试结果验证了聚合产物具有结晶性质,同样研究了测试溶剂对于含氟共聚物核磁结果的影响。