三嵌段共聚物论文：多重刺激响应性嵌段共聚物的制备及性能研究.doc

三嵌段共聚物论文：多重刺激响应性嵌段共聚物的制备及性能研究【中文摘要】本文利用原子转移自由基聚合(ATRP)和点击化学(click chemistry)相结合的方法,制备一种结构明确、分子量分布较窄(PDI1.3)的ABC型三嵌段共聚物PNIPAM-b-PtBMA-b-PMMAZO,通过选择性水解将PtBMA嵌段中的大部分甲基丙烯酸叔丁酯单元转化为甲基丙烯酸,得到水溶性三嵌段共聚物PNIPAM-b-PMAA-b-PMMAZO.利用FT-IR、1H-NMR、GPC、UV-Vis等分析测试方法对合成产物进行了结构确认及性质表征。结果表明：水解后的三嵌段共聚物,其水溶液对温度、pH、光具有三重响应性。聚合物溶液的临界相转变温度(LCST)约为43在pH=5-6范围内发生相变；经紫外光(=365nm)照射后,溶液的紫外可见光谱图在360nm和460nm处发生明显的吸收变化。【英文摘要】The strategy for synthesis of ABC type triblock copolymers via a combination of “click chemistry” and atom transfer radical polymerization(ATRP) was used,and a range of well-defined and relatively low polydispersity(PDI1.3) macromonomers:Poly(N-isopropylacryl-amide)-block-poly(tert-butyl methacrylate)-block-poly6-(4-methoxy-4-oxy-azobenzene)-hexyl methacrylate(PNIPAM-PtBMA-PMMAZO)were successfully prepared by this method.Through selective hydrolysis of PtBMA yielding poly(methacrylic acid)(PMAA), water-solution triblock copolymers of PNIPAM-b-PMAA-b-PMMAZO were obtained.The obtained polymers were characterized by FT-IR,1H NMR,GPC and UV-Vis measurements. As a result,PNIPAM-b-PMAA-b-PMMAZO are solution in aqueous solution and show a responsive behavior to temperature(LCST),pH and UV light illumination.The LCST of PNIPAM-b-PMAA-b-PMMAZO aqueous solution was about 43,pH=5-6 in the range of the phase transition;by UV light(=365nm) irradiation,UV-visible spectra of the solution in the 360nm and 460nm at obvious absorption change.【关键词】三嵌段共聚物 原子转移自由基聚合(ATRP) 点击化学 刺激反应聚合物 选择性水解【英文关键词】triblock copolymer atom transfer radical polymerization(ATRP) click chemistry stimuli-responsive polymer selective hydrolysis【目录】多重刺激响应性嵌段共聚物的制备及性能研究摘要4-5ABSTRACT5第一章 绪论8-161.1 智能聚合物材料8-91.1.1 智能聚合物材料的概念81.1.2 智能聚合物材料的应用8-91.2 智能聚合物凝胶9-131.2.1 智能聚合物凝胶概念及发展简介91.2.2 智能聚合物凝胶种类、特性及其研究现状9-131.3 嵌段共聚物13-161.3.1 嵌段共聚物的发展历程及特点13-141.3.2 嵌段共聚物的类型和结构141.3.3 嵌段共聚物的合成和结构设计14-151.3.4 嵌段共聚物的应用15-16第二章 原子转移自由基聚合16-232.1 原子转移自由基聚合机理16-172.2 原子转移自由基聚合反应体系的组成17-202.2.1 引发剂17-182.2.2 催化体系18-192.2.3 单体19-202.2.4 反应温度202.2.5 反应介质202.3 原子转移自由基聚合在高分子设计中的应用20-23第三章 点击化学反应23-293.1 点击化学概念233.2 点击化学反应机理23-243.3 点击化学的应用24-283.3.1 生物、医药合成领域243.3.2 高分子设计合成领域24-283.4 本论文研究目的及意义28-29第四章 实验部分29-384.1 实验原料29-304.1.1 主要实验试剂29-304.1.2 试剂预处理304.2 实验仪器及表征方法30-314.2.1 实验仪器30-314.2.2 表征方法314.3 实验过程31-374.3.1 含偶氮单体(MMAZO)的合成31-324.3.2 引发剂2-氯丙酸炔丙酯(PCP)及2-氯丙酸-2-叠氮乙酯(CPAE)的合成32-334.3.3 二嵌段共聚物PtBMA-PMMAZO的合成33-344.3.4 末端含叠氮基聚N-异丙基丙烯酰胺(N_3-PNIPAM-Cl)的合成34-354.3.5 三嵌段共聚物PNIPAM-PtBMA-PMMAZO的合成35-364.3.6 三嵌段共聚物PNIPAM-PtBMA-PMMAZO的水解36-374.4 小结37-38第五章 结果与讨论38-525.1 偶氮单体MMAZO38-395.2 引发剂2-氯丙酸炔丙酯(PCP)及2-氯丙酸-2-叠氮乙酯(CPAE)39-405.3 二嵌段共聚物PtBMA-PMMAZO40-475.3.1 大分子引发剂及二嵌段共聚物的结构分析40-425.3.2 二嵌段共聚物PtBMA-PMMAZO聚合过程反应动力学42-475.4 末端含叠氮基的聚N-异丙基丙烯酰胺(N3-PNIPAM-Cl)47-485.5 三嵌段共聚物PNIPAM-PtBMA-PMMAZO48-495.6 三嵌段共聚物PNIPAM-PtBMA-PMMAZO的水解49-515.7 小结51-52第六章 三嵌段共聚物刺激响应性研究52-566.1 PNIPAM-PMAA-PMMAZO刺激响应性实验526.1