聚苯胺与聚乙二醇刚柔共聚物的制备、结构与性能研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:lillian0606
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刚柔共聚物具有嵌段、接枝共聚物和刚性液晶分子的双重特征。由于刚棒形分子择优取向和共价键相连的刚柔链段微相分离间的竞争作用,刚柔共聚物可以形成丰富的多层次的超分子结构和纳米结构,被广泛用作功能材料和纳米材料。共轭刚柔共聚物由于能够自组装形成许多不同的具有独特光学和电子特性的超分子结构而倍受青睐,而且柔性链段的引入通常可以改善共轭刚性高分子的溶解加工性能。本学位论文用氧化还原共聚法制备由聚苯胺(PAn)刚性链段、聚乙二醇(PEG)柔性链段组成的两种聚(苯胺-共-聚乙二醇)共聚物(简称为PAn-co-PEG);系统地研究了共聚物的自组装特性、溶解成膜性和电性能,并在此基础上,将共聚物粒子分散在硅油中组成电流变(ER)液,详细地研究了ER液的性能随共聚物粒子的化学结构、物理性质、电场强度和温度的变化规律。 在设计并合成两种含聚乙二醇取代基的苯胺衍生物—α-甲氧基-ω-邻氨基苯基聚乙二醇和α,ω—端氨基苯基聚乙二醇的基础上,采用化学氧化法将它们与苯胺进行共聚,分别制备出了聚(苯胺-接枝-聚乙二醇)(简称PAn-g-PEG)和聚苯胺-聚乙二醇-聚苯胺三嵌段共聚物(简称PAn-PEG-PAn)。用FTIR、UV-Vis吸收光谱、元素分析、TG、DSC、TEM、AFM等表征了共聚物的结构。详细地研究了共聚物的热稳定性、结晶性、溶解成膜性及其与组成、结构之间的关系。发现随着An投料量和共聚物中聚苯胺链段长度增加,PAn-g-PEG和PAn-PEG-PAn共聚物的热稳定性提高。当投料比相同时,随着PEG分子量的减少,PAn-g-PEG共聚物中PEG的结晶程度减弱,而PAn的结晶程度增加。增加PEG链段长度和增加PEG链段数目均能改善PAn-g-PEG的溶解性和可加工成膜性能,但前者比后者更有效。 PAn-g-PEG和PAn-PEG-PAn共聚物在选择性溶剂中表现出自组装特性。共聚物的组成、溶剂等对共聚物自组装结构具有一定的影响。PAn-g-PEG主要形成球形胶束,PAn-PEG-PAn共聚物则随着PAn链段长度的变化,在水中的自组装结构发生改变。从球形→棒状或由棒状组
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