含官能团聚硫醚的巯基-烯/炔点击合成及其性能研究

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精确控制高分子的结构和官能团是高分子化学领域的一大挑战。巯基-烯/炔点击聚合具有反应条件温和、操作简单、原料易得、高产率和高选择性等优点,是一种新型点击聚合,广泛应用于制备不同结构和功能的新材料。本文通过紫外光引发巯基-烯/炔点击聚合制备了线型、超支化和交联网状的含官能团的聚硫醚。首先,使用含羟基的二硫醇单体和含环氧基团的炔基单体,在0℃下通过紫外引发巯基-炔点击聚合,简便高效的制备了一类具有羟基和环氧基交替的线型聚硫醚。通过核磁共振(NMR)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)等对其结构进行了表征。研究了单体浓度、引发剂浓度和紫外光照时间对聚硫醚分子量和分散性的影响。通过调节单体种类和加料摩尔比,可以很好地调节聚硫醚的化学结构和杂官能团密度。通过NMR和GPC数据证明,分子量和官能团密度都与二硫醇的S-H键裂解能有关,通过DFT B3LYP和QCISD方法对S-H键裂解能进行理论计算,表明随着S-H键裂解能的降低,巯基的反应活性提高。其次,通过顺序的巯基-烯和环氧-胺点击反应合成了三种支化度不同的超支化阳离子型聚硫醚(CPTEs)。通过NMR、FT-IR和GPC对其结构进行了表征。超支化CPTEs的支化度可以通过控制环氧-胺点击反应的程度来进行调节。三种超支化CPTEs的支化度分别为0.27、0.48和0.81。通过差示扫描量热仪(DSC),结果表明随着支化度的增加玻璃化转变温度(T_g)提高约26℃。通过抑菌活性测试结果,表明随着支化度的提高可以明显增强抗菌性能。在前两部分的工作基础上,通过巯基-炔点击聚合制备了微米级带有环氧基团的多孔聚合物微球(PPMs),使用压汞仪对聚合物微球的孔径进行了测定,孔径在20μm~25μm的数量最多,孔隙率为42.24%。然后利用环氧-胺点击反应将CPTEs接枝在PPMs表面。通过并FT-IR、DSC和电子显微镜(SEM)对改性前后的PPMs进行了化学结构、热性能和形貌的研究,改性PPMs的T_g相较未改性的PPMs,提高约6℃。证明了微米级多孔聚合物微球的成功制备及改性。
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