论文部分内容阅读
超支化聚合物基于树枝状分子结构,及其特殊的物理化学性能和潜在的应用前景,近年来备受人们关注。离子液体以其优异的物理化学性质和功能:低沸点、宽沸程、不挥发、污染少、对环境友好、极性及双亲性可控、溶解性好等优势在很多领域得到应用。根据功能化添加剂“绿色化”的发展主导趋势,本文以生物相容性好、易于生物降解的缩水甘油、以及短碳链含氟丙烯酸酯为聚合单体,结合超支化聚合物特殊的树枝状分子结构,通过分子设计、结构调控合成出环境友好型含氟超支化大分子,并研究了其在离子液体中的表面行为。本论文研究的内容主要包括两个部分:第一部分是利用原子转移自由基聚合,以亲水性的超支化聚缩水甘油醚为内核,以丙烯酸六氟丁酯(HFBA)作为氟改性末端基团,制备出了一系列结构明确的含氟两亲超支化聚合物(PG-b-PHFBA);第二部分通过动态表面张力(SFT)和动态光散射(DLS)的测定,研究了这一系列含氟两亲超支化聚合物在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4])中的表面性能和胶束行为。第一部分:新型含氟两亲超支化聚合物的制备及结构表征本文研究了一种新型的含氟两亲超支化聚合物的制备过程及其结构表征。以三羟甲基丙烷为起始剂,以缩水甘油为单体,采用慢速单体加入法,通过阴离子控制开环多支化聚合法合成结构明确的超支化聚缩水甘油醚;将该产物与2-溴异丁酰溴反应制备出分子结构确定的大分子引发剂;随后利用原子转移自由基聚合法,将该大分子引发剂与含氟单体-丙烯酸六氟丁酯进行聚合,在1H NMR、13C NMR、19F NMR、FT-IR、GPC等对产物结构表征基础上,最后得到确定分子量和明确结构的一系列新型含氟两亲超支化聚合物。第二部分:含氟两亲超支化聚合物在离子液体[bmim][BF4]中的表面性能和聚集行为的研究对含氟两亲超支化聚合物的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[bmim][BF4]溶液进行了表面张力和动态光散射测定,讨论了分子结构与表面张力之间的联系和内在机理。实验结果表明此类聚合物在离子液体中随着含氟两亲超支化聚合物浓度的增加,溶液的表面张力明显下降,尤其是聚丙烯酸六氟丁酯作为含氟末端改性基团链长越长时,溶液表面张力达到平衡所需时间越短,临界胶束浓度越低。动态光散射结果表明在所测的浓度范围内,溶液内部形成了不同的聚集体:单分子胶束和多分子胶束。根据动态表面张力的测试数据,我们通过Ward-Tordai方程计算了扩散系数,计算结果证明动态表面张力初期为纯扩散控制模式,后期为混合动力学控制模式。