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《raft聚合制備有機%2f無機雜化材料及其性能表征》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、中文摘要自由基聚合所適用的單體廣泛，反應條件溫和，這些特點決定了其在工業(yè)生產中的主導地位，約有70％以上的塑料源于自由基聚合。但傳統(tǒng)引發(fā)劑的慢引發(fā)、快增長、速終止等特點，導致聚合物分子量和結構的不可控。因此，活性自由摹聚合的研究與開發(fā)引起了高分子學術界和工業(yè)界的高度重視及濃厚興趣。1998年Rizzardo研究小組率先報道了他的最新研究成果RAFF活性自由基聚合，它通過在聚合體系中引進可逆加成．斷裂鏈轉移荊(如s=c(z)s．R)，使其與初級自由基和增長自由基反應形成不穩(wěn)定的自由基中間體，自由基中間體可以分解產生其
2、反應物，或者分解形成暫時失活的休眠聚合物，同時產生R自由基。自由基R可以再引發(fā)單體進行聚合。通過活性種和休眠種之間的轉換，從而可以控制聚合體系中增長自由基的濃度，使聚合達到可控的目的。1984年，Schmidt等人首先提出了有機無機材料的概念，有機無機雜化材料是一種均勻的多相材料。由于該材料綜合了有機無機各自的優(yōu)點，具有較高的穩(wěn)定性，在阻燃性、熱穩(wěn)定性、機械性能等方面具有許多優(yōu)異性能，因而成為材料學科研究的熱點。近年來，該研究己成為高分子化學和物理、物理化學和材料科學等多門學科交叉的前沿領域，受到各國科學家的重視。
3、本研究論文從以下四個方面進行研究：將不同的鏈轉移劑負載于不同的無機粒子表面，以此為鏈轉移劑在無機粒子表而接枝聚合物；將偶氮類引發(fā)劑負載于無機粒子表面，以此為引發(fā)劑在有機鏈轉移劑存在的情況下制各無機粒子表而接枝的嵌段聚合物；將乙烯基功能基團引入無機粒子表面，在鏈轉移劑存在的情況下制各無機粒子表面接枝的無規(guī)共聚物；在層狀硅酸鹽和鏈轉移劑存在的條件下，制各插層型有機／無機雜化材料。并利用TG．DTA、XRD、XPS、TEM、SPM、AFM、FT-IR、GPC等技術對復合材料進行了全面的表征?？傮w來看，用四種方法所得到的復
4、合物分子量和結構可控，有良好的熱性能。主要研究結果如下：一、以功能化的無機粒子為鏈轉移劑的RAFT聚合1．研究了用乙基黃原酸基團進行表而修飾的單晶硅片作為鏈轉移劑，通過RAFT聚合的方法制備了聚甲基丙烯酸甲酯／硅片雜化材料。結果表明PMMA已接枝到硅片表面，GPC的測試結果說明數均分子量與單體轉化率呈線性關系，PDI值為1_36～1．41。2．通過在無機材料一凹凸棒表由】引入RAFT試劑，將其作為RAFT試劑，在n傳統(tǒng)的引發(fā)體系中，引發(fā)MMA聚合。XPS和FT-IR的分析結果表明，凹凸棒表面負載了RAFl’試劑，P
5、MMA己經在凹凸棒表面接枝。GPC的測試結果表明聚合反應有“活性”聚合的特征。SPM和TGA的分析結果表明，凹凸棒表面PMMA的接枝密度較高。3．乙基黃原酸基團被成功的引到納米二氧化硅和硅膠表面，并通過RAJ玎聚合將PMMA接枝到兩種無機粒子的表面。聚合物的分子量、分子量分布和雜化材料的表面特征分別由GPC和sPM測得。GPc的分析結果證明這是一個“活性”／M控聚合；SPM的觀測結果顯示接枝到納米二氧化硅和硅膠表面的PMMA的厚度大約分別為33．76nm和34．02nm。4．通過在膨潤上表面引入乙基黃原酸基團，以其
6、為鏈轉移劑對MMA進行了RAFT自由基聚合，制備了一種新型有機，無機納米雜化材料，F(xiàn)T-IR和SPM分析結果表明，MMA已經接枝到膨潤土表面。熱失重分析說明，材料有良好的熱穩(wěn)定性，聚合物百分含量隨反應時間的延長而增加，最大可達12．7％。通過凝膠色譜分析可知，所得聚合物的分子量分布很窄，單體轉化率和數均分子量呈線性關系，反應在動力學上對單體濃度是一級關系說明體系中自由基濃度保持不變。以上研究均未見國內外文獻報道。二、RAFT調控的無機粒子表面引發(fā)單體嵌段共聚臺的研究1．本文首次對埃洛石表面引發(fā)可逆加成．斷裂鏈轉移自
7、由基聚合反應進行了研究。結果發(fā)現(xiàn)，聚合過程是一個“活性”／可控自由基聚合歷程。分子量與單體轉化率呈線性關系，ln(【M]卅M】)與反應時間成I卜比，二者呈線性關系，所得的雜化材料可以再次引發(fā)其它單體聚合，進一步合成了嵌段聚合物／無機納米復合材料；熱分析數據證實了雜化材料的熱穩(wěn)定性良好。2．通過在納米二氧化硅表面引入偶氮基團，以其為引發(fā)劑在離子液體中對MMA進行了RAFr自由基聚合，制各了一種有機／無機納米雜化材料，并以此雜化材料為鏈轉移劑再次引發(fā)了苯乙烯單體的聚合。VIZIR、1HNMR以及元素分析表明已經成功制備
8、了離子液體；SPM從雜化材料的外部形貌上直觀的說明了PMMA在納米二氧化硅表面的接枝情況。凝膠色譜分析可知，所得聚合物的分子量分布很窄，單體轉化率和數均分子量呈線性關系，反應在動力學上對單體濃度是一級關系，符合“活性”聚合的特征。三、RAFT調控的無規(guī)共聚物／無機納米粒子雜化材料的制備及表征ljl1．本文首次通過在納米二氧化硅表面引入乙烯基功能基團，在TNP
