基本信息
- 項目名稱：
- 丙烯酸酯類嵌段共聚物/SiO2復合材料的研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本文通過反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術制備PMMA-Cl大分子引發(fā)劑, 再采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術制備PMMA-b-PHEMA和PMMA-b-PHEA嵌段共聚物，，通過GPC, FTIR, 1H-NMR, DSC, TGA等進行了表征，進一步用表面接枝技術制備了相應的復合材料，優(yōu)化反應條件，通過系列表征，表明該復合材料具有良好的降解性能，可以應用于生物醫(yī)學、建筑材料等領域，具有廣闊的發(fā)展前景。
- 詳細介紹：
- 采用反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（RATRP）技術制備大分子引發(fā)劑聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA-Cl），通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）技術，合成兩嵌段聚（甲基丙烯酸甲酯-b-甲基丙烯酸-2-羥乙酯）（PMMA-b-PHEMA）和聚（甲基丙烯酸甲酯-b-丙烯酸-2-羥乙酯）（PMMA-b-PHEA），采用FT-IR、1H-NMR、DSC-TGA等表征其結構， GPC表征其分子量和分子量分布。采用硅烷偶聯(lián)劑KH-570對SiO2進行表面處理后，再與PMMA-b-PHEMA和PMMA-b-PHEA接枝聚合制得SiO2復合材料，采用FT-IR、DSC-TGA、SEM等表征其結構和性能，結果表明合成產(chǎn)物中的有機鏈段的熱分解溫度提高。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文通過反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術制備PMMA-Cl大分子引發(fā)劑, 再采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術制備PMMA-b-PHEMA和PMMA-b-PHEA嵌段共聚物，，通過GPC, FTIR, 1H-NMR, DSC, TGA等進行了表征，進一步用表面接枝技術制備了相應的復合材料，優(yōu)化反應條件，通過系列表征，表明該復合材料具有良好的降解性能，可以應用于生物醫(yī)學、建筑材料等領域，具有廣闊的發(fā)展前景。
科學性、先進性及獨特之處
- 1． 采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法制備嵌段共聚物PMMA-b-PHEMA和PMMA-b-PHEA。 2． 采用表面接枝技術合成(PMMA-b-PHEMA)/SiO2和(PMMA-b-PHEA)/SiO2復合材料，國內(nèi)外文獻未見報道用此方法來制備該嵌段共聚物和該嵌段共聚物/SiO2復合材料。該復合材料具有良好的降解性能，可以應用于生物醫(yī)學、建筑材料等領域，具有廣闊的發(fā)展前景。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 采用表面接枝技術制備(PMMA-b-PHEMA)/SiO2和(PMMA-b-PHEA)/SiO2復合材料，使聚合反應具有很好的可控性，制備的復合材料具有良好的降解性能，在生物醫(yī)學、建筑、航海、航空等領域有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?
學術論文摘要
- 采用反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（RATRP）技術制備大分子引發(fā)劑聚甲基丙烯酸甲酯PMMA-Cl，通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）技術，合成結構明確的兩嵌段共聚物聚（甲基丙烯酸甲酯-b-丙烯酸-2-羥乙酯）PMMA-b-PHEA和聚（甲基丙烯酸甲酯-b-甲基丙烯酸-2-羥乙酯）PMMA-b-PHEMA ，并通過FTIR、1H-NMR、DSC-TGA等表征手段進行結構表征，采用GPC對其分子量和分子量分布進行了考察；通過硅烷偶聯(lián)劑KH-570對SiO2表面進行處理，與兩親嵌段共聚物PMMA-b-PHEA和PMMA-b-PHEMA通過接枝聚合，制得SiO2復合材料，采用FTIR、TGA、SEM等表征手段對SiO2復合材料進行結構和性能表征，結果表明合成產(chǎn)物具有具有良好的降解性能。
獲獎情況
- 林文靜，易國斌，王倩，蘇永鋒，胡偉濤，陳超.《PMMA-b-PHEA嵌段共聚物的制備和表征》于2010年5月《功能材料》錄用（EI收錄） 2．蘇永鋒，易國斌，林文靜，胡偉濤，陳超.《兩嵌段共聚物PMMA-b-PHEMA的合成與表征》于2010年2月《高分子材料科學與工程》錄用（EI收錄） 3．王媚，林文靜，黃海亮，張斯.《ATRP以及ATRP法制備嵌段共聚物研究進展綜述》已在《化工技術與開發(fā)》2010年第39卷第9期發(fā)表 4．發(fā)明專利：一種甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物及其制備方法 專利號：201010281358.8 發(fā)明人：易國斌，林文靜，黃海亮，張斯，王媚 申請日期：2010年9月10日
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1] Wang J S, Matyjaszewski K. Co trolled/“l(fā)iving”radical polym- erization, atom transfer radical polymerization in the presence of transition-metal complexes[J]. J Am Chem Soc, 1995, 117: 5614-5615. [2] Kato M, Kamigaito M, Sawamoto M. Polymerization of Meth- yl Methacrylate with the Carbon Tetrachloride/Dichlorotris-(t- riphenylphosphiner)uthenium(II)/Methylaluminum Bis(2,6-di- tert-butylphenoxide) Initiating Matyjaszewski K,et al[J]. Chem Review, 2001, 101(9), 2921. [3] Percec V, Barboiu B. “Living” Radical Polymerization of Sty- rene Initiated by Arenesulfonyl Chlorides and cul(bpy) Cl[J]. Macromolecules, 1995, 28(23): 7970-7972. [4] Mayjaszewski K, Xia J. Atom transfer radical polymerization [J]. Chem Rev, 2001, 101(9): 2921-2990. [5] 彭 慧，程時遠，封麟先. 聚苯乙烯-b-聚硅氧烷-b-聚苯乙 烯三嵌段共聚物的合成及表征[J]. 高分子學報，2003, 4: 4 80-483.
同類課題研究水平概述
- 關于1995年興起的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)技術，在短短的十五年里，國內(nèi)外都有很多的報道。國外Matyjaszewski小組的報道較多。他們在催化體系上先后研究了銅系和鐵系催化劑，并且于1995年報道了第一個反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合RATRP體系，研究了均相RATRP引發(fā)聚合和其乳液聚合，研究表明其結果同樣符合自由基聚合。 在國內(nèi)也已有多所高校對ATRP展開了較為深入的研究（如南開大學、四川大學、北京化工大學等），包括引發(fā)體系、催化體系、均相與非均相、兩親性嵌段共聚物等的研究。用ATRP法合成指定結構的嵌段共聚物，不管是在兩親性嵌段共聚物，星形嵌段共聚物，還是含硅烷的嵌段共聚物等都有取得一定的成功。 SiO2是當前材料科學研究的一個熱點，而在摩擦學方面的優(yōu)異性能逐漸被重視。如段春英等合成了具有核殼結構的 PS／SiO2 復合納米粒子,可將液體石蠟的失效負荷從400 N提高到1000N，并具有良好的抗磨性能。SiO2 因其表面界面效應、小尺寸效應，量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等納米效應的存在,使得它具有許多獨特的優(yōu)良性能, 已被廣泛地應用于硅橡膠、塑料等領域。Li Zongwei等采用油酸改性納米SiO2，對其在有機相中的分散情況進行了研究。C. Perruchot等采用二甲基乙氧基硅烷修飾納米SiO2，通過ATRP技術使被修飾的納米SiO2。粒子分別和多種親水性甲基丙烯酯發(fā)生反應，合成結構可控的核殼結構SiO2／聚合物復合粒子。郭爽，顏培力等曾通過RATRP技術使改性過的SiO2與PMMA發(fā)生接枝反應。 本作品采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術首先制備嵌段共聚物PMMA-b-PHEMA和PMMA-b-PHEA嵌段共聚物后，再采用表面接枝技術合成 (PMMA-b-PHEMA)/SiO2和(PMMA-b-PHEA)/SiO2復合材料, 使聚合反應具有很好的可控性，制備的復合材料具有良好的降解性能，在生物醫(yī)學、建筑、航海、航空等領域有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?
