二苯乙烯类两亲嵌段共聚物制备和性能探究

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1、二苯乙烯类两亲嵌段共聚物制备和性能探究　　【摘要】本文通过Wittig反应合成了含有二苯乙烯基团的单体。并通过原子转移自由基聚合的方法制备含有二苯乙烯基团的均聚物。然后，以此均聚物为大分子引发剂，NIPAm为单体通过原子转移自由基聚合的方法制备两亲嵌段聚合物。而后，对单体，均聚物以及两亲嵌段聚合物的荧光发射以及两亲嵌段聚合物的自组装行为等性能进行了考察。【关键词】二苯乙烯两亲嵌段聚合物自组装二苯乙烯基团是由两个苯基通过乙烯基相连，形成了大π共轭结构。该基团反应活性点较多。在其中的苯环或乙烯基上可以方便的引入不同电负性取代基团

2、形成Donor-π-Acceptor（D一π一A）、Acceptor-π-（A-π-A），Donor-π-Donor（D-π-D）结构。取代基结构对体系的荧光发射范围、非线性值的高低、双光子吸收截面积的大小等都有显著的影响。通过改变取代基的种类、极性和强弱可以改变材料的各种性能，二苯乙烯结构优异的发光性能、结构的可设计性为此类化合物的应用提供了广泛的前景。7作为发光材料、非线性材料使用时小分子二苯乙烯化合物具有易结晶、发生相分离与聚合物基体相容性差等缺点，限制了此类化合物的应用。而高分子材料成膜性好、加工方便、热稳定好、光学

3、透明性好，是理想的荧光材料。另一方面，活性自由基聚合结合了活性聚合和自由基聚合的优点，可在自由基聚合的条件下实现“活性”聚合过程。活性自由基聚合的出现使合成高分子化学翻开了新的一页。活性自由基聚合是基于活性种和休眠种之间的动态平衡来控制体系中的自由基浓度，从而控制聚合物的分子量和分子量分布指数。得到的聚合物由于链端带有活性基团，可进行进一步的扩链反应，从而合成功能性嵌段共聚物。因此，各种结构精致的嵌段，星型，梳状功能性聚合物的合成变得十分容易。尤其是原子转移自由基聚合（ATRP）和可逆加成-断裂链转移（RAFT）[2]聚合，

4、聚合条件简单易行，适用单体面广，近几年得到了很快的发展。许多结构精致的嵌段聚合物也可以通过ATRP法来合成。1实验部分1.1原料与仪器对氯甲基苯乙烯，AlfaAesar，直接使用；三苯基膦，国药集团化学试剂有限公司，直接使用；苯甲醛，国药集团化学试剂有限公司，使用前减压蒸馏；NIPAm，AlfaAesar，使用前重结晶。1HNMR，INOVA300MHz；HPLC，Waters7515；元素分析，EA1110型元素自动分析仪测定；紫外吸收光谱，岛津UV-3150紫外可见光谱仪；FT-IR，Mangna-550Nicocet红

5、外光谱仪测定；聚合物的分子量和分子量分布指数，Waters1515凝胶色谱仪（GPC）；TEM，TecnaiG2-20TEM。1.2单体合成三苯基膦54g（0.2mol），对氯甲基苯乙烯61.04g（0.4mol）三氯甲烷150ml将上述原料加入到500ml烧瓶中，加一个搅拌子，装上回流冷凝管，在80℃的油浴中反应5h冷却后倒入750ml二甲苯中，搅拌。抽滤，干燥，重结晶。得白色粉末（收率89.3%）。将上述制备的白色粉末1.00mol苯甲醛1.20mol，和四辛基溴化铵0.05g加入到250ml的烧瓶中，加入50ml的二氯

6、甲烷，搅拌。装上回流冷凝管在搅拌条件下加入50ml20%NaOH，回流10h。将反应液倒入到分液漏斗中，加入适量三氯甲烷，摇匀萃取。水洗，用PH试纸测其PH=7.0为止。将萃取液加入适量无水硫酸镁，干燥，抽滤，将滤液旋蒸除去溶剂，在溶于适量乙酸乙酯中，用乙酸乙酯/石油醚=1/5的比例柱层析。得到白色固体SVB（收率47.3%）1.3SVB均聚扩链反应[SVB]0/[PEBr]0/[CuBr]0/7[PMDETA]0=100：1：1：3.混合后，通入氩气10min，密封后放入设定好的温度的油浴锅内，按设定的时间取出。加入适量的

7、THF溶解，倒入甲醇中沉淀，抽滤，滤饼在25℃真空烘箱中干燥，制备了SVB均聚物。聚合物用GPC测其分子量及分子量分布。1.4PSVB扩链反应[NIPAm]0/[PSVB]0/[CuBr]0/[PMDETA]0=200：1：1：3.混合后，通入氩气10min，密封后放入设定好的温度的油浴锅内，按设定的时间取出。加入适量的THF溶解，倒入正己烷中沉，抽滤，滤饼在25℃真空烘箱中干燥，制备两亲共聚物。聚合物用GPC测其分子量及分子量分布。1.5一定量的两亲性聚合物溶解于干燥的DMF在一定的搅拌速率下，将水以每秒钟2滴的速度滴加到

8、聚合物的DMF溶液中。得到透明均一的胶束溶液，并且溶液中二苯乙烯发射团的浓度为2.42×10-5mol.L-1。2结果与讨论2.1单体的表征我们用1HNMR和元素分析的手段对所合成的三种单体进行了表征，得到的结果以及图谱如表1。通过这些图谱和元素分析的结果，证明了我们成功的合成了含有二苯乙