兩親性接枝共聚物Sps-g-PEG的合成及其性能研究.pdf

1、兩親性接枝共聚物具有獨(dú)特的溶液性質(zhì)、自組裝特性、表面活性等特性，合成并研究?jī)捎H性接枝共聚物材料有著重要的意義。本論文以間規(guī)聚苯乙烯(sPS)為疏水材料，聚乙二醇(PEG)為親水材料合成一種新的兩親性接枝共聚物，并對(duì)其分子結(jié)構(gòu)、膠束化行為和親水性能以及染色性能進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.采用間規(guī)聚苯乙烯的異相Friedel-Crafts?；磻?yīng)，先合成溴化的間規(guī)聚苯乙烯(BMPsPS)作為主鏈，再經(jīng)Williams

2、on醚化法接枝PEG，合成兩親性接枝共聚物sPS-g-PEG。FTIR、1H-NMR結(jié)果顯示在一定范圍內(nèi)，乙酰基團(tuán)可以定量引入，BMPsPS的?；茸罡呖蛇_(dá)43.48％；Williamson醚化法成功接枝了三種不同分子量的PEG，實(shí)現(xiàn)了sPS的接枝改性功能化；DSC分析結(jié)果表明，BMPsPS的熱性能發(fā)生改變，如Tg、Tc較sPS升高，sPS-g-PEG接枝共聚物的結(jié)晶性能進(jìn)一步提高了。
　　 2.研究了兩親性接枝共聚物sPS-g

3、-PEG在選擇性溶劑中的自組裝行為。利用間規(guī)聚苯乙烯的本征熒光特性，通過(guò)熒光光譜技術(shù)測(cè)得sPS-g-PEG600、sPS-g-PEG1000、sPS-g-PEG2000的CMC值分別為0.155mg/L、0.199mg/L、0.20mg/L，都遠(yuǎn)低于小分子表面活性劑的CMC值，說(shuō)明sPS-g-PEG自組裝膠束非常穩(wěn)定，且CMC值隨接枝PEG分子量的增加而增大，這是由于親水鏈段比例的增加即疏水鏈段含量的相應(yīng)減少會(huì)減弱其相互間的聚集，導(dǎo)致聚

4、合物要在更高的濃度下才能形成膠束。用SEM研究了sPS-g-PEG600水溶液膠束在不同退火溫度(25℃～130℃)下的粒徑和形貌，該膠束低溫時(shí)形成球形膠束，相對(duì)較高溫時(shí)則形成方形膠束，且粒徑隨溫度的升高有所增大，到高溫時(shí)粒徑基本保持不變。進(jìn)一步考察了親水性接枝鏈長(zhǎng)對(duì)膠束粒徑的影響。SEM研究表明，在聚合物濃度和退火溫度等條件相同的情況下，三種sPS-g-PEG接枝共聚物(所接枝的PEG分子量分別為600、1000、2000)的膠束形態(tài)

5、均為方形，膠束粒徑隨接枝PEG分子量的增大有所增大，但變化不大，因?yàn)樵趯?duì)PEG具有選擇性的溶劑中，所形成的膠束是以sPS為核，PEG為殼，故PEG分子量的增大對(duì)膠束的粒徑影響較小。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改變sPS-g-PEG自組裝的溶劑揮發(fā)溫度、退火時(shí)間和膠束溶液濃度等條件，sPS-g-PEG還能自組裝形成膠束和膠束聚集體共存的形態(tài)，出現(xiàn)棒狀、樹(shù)枝狀、麥穗狀、樹(shù)狀形態(tài)的聚集體。AFM研究也表明sPS-g-PEG膠束溶液呈兩相，具有明顯的“核

6、-殼”式結(jié)構(gòu)，膠束的形態(tài)為球狀，且球狀膠束分散性比較好。
　　 3.研究?jī)捎H性接枝共聚物sPS-g-PEG作為大分子表面改性劑方面的應(yīng)用，運(yùn)用表面接觸角測(cè)定法進(jìn)行了該共聚物的親水性研究，sPS-g-PEG作為大分子表面改性劑，在間規(guī)聚苯乙烯成型加工時(shí)加入，sPS/sPS-g-PEG的接觸角隨著接觸表面的表面能的增大而降低；隨著大分子表面改性劑中接枝的PEG分子量的增大和同種分子量PEG接枝度的增大，即PEG相對(duì)含量的增大，表面層

7、中聚醚鏈段的濃度和富集程度不斷提高，其接觸角逐漸變小，表面能增加，親水性增強(qiáng)。運(yùn)用染料羅丹明6G的吸附實(shí)驗(yàn)初步研究了染料吸附時(shí)間和吸附溫度對(duì)sPS-g-PEG接枝共聚物染色性能的影響。在染料吸附溫度60℃條件下，染色初級(jí)階段，sPS-g-PEG對(duì)染料的吸附量隨染色時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速增加，此后再繼續(xù)增加染色時(shí)間，則sPS-g-PEG染料吸附量增速減慢，當(dāng)染色時(shí)間分別達(dá)到6h、4h、3h后，sPS-g-PEG600、sPS-g-PEG1000