论文部分内容阅读
聚苯乙炔(PPA)是取代聚炔共轭聚合物的一种,具有共轭聚合物特有的光、电、磁性质,在塑料电子学、有机铁磁体、光伏电池、电致发光材料、电化学传感器、分子器件等领域应用十分广泛。PPA分子量的大小对其电导率以及其它光电性质有重要影响,电导率随分子量增大而增大。目前合成聚苯乙炔及其衍生物的方法已经很多,但有关制备高分子量且分子量分布窄的PPA的文献报道却很少,因此合成高分子量并具有窄分子量分布的PPA对推动PPA在光电、医药、化工等领域的工业化应用具有重要意义。本文以过渡金属络合物为催化剂、有机硅烷化合物为引发剂进行苯乙炔(PA)聚合反应,制备了高分子量且分子量分布较窄的PPA。主要研究内容如下:1、在铂络合物催化剂作用下,通过有机硅烷化合物引发PA聚合制备高分子量的PPA共轭聚合物。考察了引发剂与催化剂种类、引发剂与催化剂浓度、单体PA浓度、聚合温度、聚合时间以及反应气氛对PPA分子量的影响。最终制得数均分子量(Mn)为4.14×105,重均分子量(Mw)为6.97×105,分子量分散系数(PDI)为1.68的高分子量PPA共轭聚合物。2、用核磁共振波谱仪(1H-NMR)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、X射线粉末衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)对制得的PPA共轭聚合物进行了表征。结果表明最优条件下制得的PPA共轭聚合物的结构以顺式结构为主,其中顺式含量高达95.69%。经XRD分析表明该PPA共轭聚合物的结晶性一般,主要为非晶结构。3、考察了催化剂浓度、引发剂浓度、聚合温度对聚合反应速率及单体转化率的影响。结果表明:初始单体浓度与瞬时单体浓度比的对数ln([M]0/[M]t)与反应时间t呈现良好的线性关系,即聚合速率与单体浓度呈一级动力学关系,该聚合反应体系的表观活化能Ea=23.75 kJ/mol,指前因子A=212.07 min-1。4、考察了PPA在四氢呋喃、氯仿、甲苯溶剂中的降解行为。结果表明:PPA在氯仿溶剂中降解最快,而在甲苯溶剂中降解最慢。在同一溶剂中,空气气氛下的PPA降解行为比氮气气氛下的降解行为更为显著。