基于PVC及氟化石墨表面卤素原子的接枝改性

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803_zhouli
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本论文的研究工作主要分为以下三个部分:第一部分为不同含量紫外线吸收官能团的PVC-UV的合成及其表征,并对PVC-UV以及其与PVC不同比例共混后得到的PVC/PVC-UV进行紫外光老化辐照实验,研究其抗光老化性能。第二部分是基于PVC的新型光引发活性聚合制备接枝聚合物及其应用。第三部分是利用前面的新型光引发活性聚合,直接由氟化石墨制备聚合物接枝改性的氟化石墨烯。具体工作如下:  一、含有紫外线吸收官能团的PVC-UV的合成及其抗光老化性能研究  我们首先通过控制叠氮化钠取代PVC主链的氯原子的反应时间,在不破坏主链的情况下得到了具有不同取代率的PVC-N3。然后利用温和定量的叠氮和炔基环加成反应,将炔基修饰的小分子紫外线吸收剂共价接入到PVC的主链上,得到了具有不同含量紫外线吸收官能团的PVC-UV。所合成的一系列PVC-UV在紫外老化实验中都表现出了优秀的抗光老化性能。同时,我们将具有不同含量紫外线吸收官能团的PVC-UV与PVC在保证紫外线吸收官能团含量不变的前提下,进行了不同比例的共混,并对所得PVC/PVC-UV进行了抗紫外光老化性能的研究。PVC-UV及其与PVC的共混物在紫外灯光照200 h后都没有发生分解和小分子析出的现象,并且细胞毒性实验表明所得到PVC-UV对人体永生表皮细胞无毒。  二、基于PVC的新型光调控活性聚合制备不同接枝聚合物及其应用  利用Ir催化的光调控活性聚合直接在PVC主链上接枝聚合各种甲基丙烯酸类单体,包括甲基丙烯酸甲酯(MMA),甲基丙烯酸五氟苯酯(PFMA),甲基丙烯酸聚乙二醇酯(OEGMA)以及甲基丙烯酸(MAA)的均聚和共聚。PVC主链上的缺陷氯(烯丙基氯和叔丁基氯)作为引发中心,在460-470 nm蓝光LED灯带的照射下由Ir光氧化还原催化剂引发活性聚合。聚合过程可以由光照与否进行“开”与“关”的控制,同时可以保持良好的一级动力学特征,分子量随转化率线性增加。最重要的是,聚合过程对氧气容忍性很高,可以在密闭容器中不需除氧就能保持活性聚合特征。此外,我们还可以用这种聚合方法在PVC板表面接枝聚合直接进行表面修饰,PVC板的接触角由最初的74°变为11°(亲水性POEGMA修饰)和92°(疏水性PPFMA修饰)。同时,我们可以通过控制光照区域与光照时间得到不同修饰区域和修饰程度的PVC板。  三、利用新型光调控活性聚合直接制备聚合物接枝改性的氟化石墨烯  我们利用Ir催化的光调控活性聚合直接对氟化石墨进行接枝改性,将氟化石墨上的缺陷C-F键作为引发中心,460-470 nm蓝光LED灯带的照射下由Ir光氧化还原催化剂引发各种单体的活性聚合,包括甲基丙烯酸甲酯(MMA),甲基丙烯酸五氟苯酯(PFMA),甲基丙烯酸聚乙二醇酯(OEGMA)以及甲基丙烯酸(MAA),从而通过一步反应就得到了不同聚合物接枝改性的氟化石墨烯。所得不同聚合物接枝改性的氟化石墨烯在有机溶剂中有很好的分散性。
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