溫度敏感型聚合物共價修飾多壁碳納米管.pdf

1、本論文采用“向碳納米管接枝”方法，通過“Click”反應將疊氮基修飾的溫度敏感型嵌段共聚物聚N,N-二甲基丙烯酰胺/聚N-異丙基丙烯酰胺(PDMA-PNIPAM)接枝到炔基功能化的多壁碳納米管(MWNTs)表面；并通過在嵌段共聚物主鏈上引入可交聯(lián)單元N-丙烯酰氧琥珀酰亞胺(NAS)，用乙二胺交聯(lián)其自組裝后形成的膠束，進一步利用“Click”反應把交聯(lián)膠束接枝到MWNTs表面。主要研究工作包括以下幾個方面：
　　 嵌段共聚物的合成

2、。以疊氮基修飾的三硫代碳酸酯(EMP-N3)為鏈轉(zhuǎn)移劑，通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合方法合成不同嵌段長度的PDMA-PNIPAM；同時將交聯(lián)用單體NAS分別引入PDMA或PNIPAM嵌段中，合成(PDMA-co-PNAS)-b-PNIPAM和PDMA-b-(PNIPAM-co-PNAS)共聚物。系統(tǒng)研究不同PNIPAM長度以及NAS單元引入對共聚物溫度敏感行為的影響，動態(tài)光散射(DLS)測試結(jié)果表明隨著PNIPAM嵌段長度增

3、加、聚合物溶液濃度增加以及NAS憎水單元在PNIAPM嵌段中的引入，均會使共聚物臨界膠束溫度(CMT)降低。
　　 炔基修飾MWNTs與膠束反應研究。首先利用甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)把丙炔醇鍵接到MWNTs表面，合成炔基修飾的MWNTs。然后通過MWNTs表面炔基和聚合物鏈端疊氮基之間的“Click”反應，制備PDMA-PNIPAM修飾的MWNTs。系統(tǒng)考察了共聚物在水溶液中的膠束化行為對接枝反應效率的影響，利用熱失重

4、(TG)和紫外光譜(UV-Vis)對不同反應溫度下的接枝產(chǎn)物進行了測試，結(jié)果表明反應溫度高于CMT時，“Click”反應效率顯著提高。掃描電子顯微鏡(SEM)結(jié)果證明了“Click”反應是在MWNTs表面炔基和膠束之間進行；透射電子顯微鏡(TEM)結(jié)果證明修飾后MWNTs周圍被共聚物包覆。
　　 交聯(lián)膠束與MWNTs反應研究。首先用乙二胺交聯(lián)共聚物自組裝形成的膠束，得到PDMA-b-(PNIPAM-co-PNAS)和 (PDMA

5、-co-PNAS)-b-PNIPAM交聯(lián)膠束，然后通過“Click”反應把交聯(lián)膠束接枝到MWNTs表面?？疾炝私宦?lián)方法對交聯(lián)膠束尺寸大小和溫敏行為的影響；同時考察了核或殼交聯(lián)膠束對接枝反應的影響。利用動態(tài)光散射(DLS)、SEM和TEM對交聯(lián)膠束進行了表征，結(jié)果表明核交聯(lián)膠束的粒徑約為40 nm，殼交聯(lián)膠束表現(xiàn)出溫度敏感行為；TG研究結(jié)果證明核交聯(lián)膠束與MWNTs反應產(chǎn)物的接枝量較高。此外，膠束修飾的MWNTs在甲醇和水中表現(xiàn)出良好的溶