功能高分子材料邵佳

功能高分子材料

（PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物的合成）

學(xué)號(hào)：s13008068姓名：邵佳Contents引言

聚合工藝及影響因素

表征手段

4123聚合機(jī)理

1.引言聚醚：環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷發(fā)生開(kāi)環(huán)聚合生成分子主鏈中含有醚鍵的高分子聚合物。

PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物：即聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物,簡(jiǎn)稱P123,是聚醚的一種。P123的特點(diǎn)P123的應(yīng)用在生物材料中得到廣泛應(yīng)用能夠自組裝成形態(tài)不同、尺寸可調(diào)的納米單元；且具有良好的鏈段排列規(guī)整性P123是一種重要的非離子型表面活性劑，其性能與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。是一種優(yōu)良的模板劑，可用于制備介孔碳材料具有良好的生物相容性；且容易進(jìn)行功能性基團(tuán)修飾2.聚合機(jī)理

根據(jù)Lewis的定義，醚鍵是一種特征性堿性強(qiáng)鍵，因而環(huán)醚的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)只能用陽(yáng)離子性物種來(lái)引發(fā)。但是，由于三元環(huán)高度張力的存在，三元環(huán)氧化物成為了例外，即用陽(yáng)離子引發(fā)劑和陰離子引發(fā)劑都能使環(huán)氧化物聚合。

環(huán)氧化物開(kāi)環(huán)聚合按聚合機(jī)理可分為三類：陰離子聚合、陽(yáng)離子聚合與配位聚合。陰離子聚合機(jī)理：

在陰離子開(kāi)環(huán)聚合中，堿催化環(huán)氧化物與堿金屬氫氧化物或其醇鹽作用產(chǎn)生了醇鹽陰離子，從而引發(fā)聚合,該陰離子段通過(guò)與單體分子的連續(xù)開(kāi)環(huán)反應(yīng)生長(zhǎng)成鏈聚合物。

以引發(fā)劑ROˉ引發(fā)環(huán)氧乙烷的聚合反應(yīng)為例：引發(fā)反應(yīng)為：鏈增長(zhǎng)反應(yīng)：

環(huán)氧化物的陰離子聚合反應(yīng)具有活性陰離子聚合的特點(diǎn),通常不發(fā)生終止反應(yīng)。

在鏈引發(fā)階段,由于加入堿的量有限,只能使一部分引發(fā)劑形成ROˉ。在聚合過(guò)程中,增長(zhǎng)鏈和其余的引發(fā)劑發(fā)生交換反應(yīng),直至引發(fā)劑消耗完，反應(yīng)式如下：鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)：陽(yáng)離子聚合機(jī)理

基本原理是酸中的H+質(zhì)子首先與EO或PO中的氧原子加成，形成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，再經(jīng)開(kāi)環(huán)生成陽(yáng)離子活性過(guò)渡態(tài)，引發(fā)劑與此活性物快速加成發(fā)生鏈增長(zhǎng)。鏈引發(fā)反應(yīng)：鏈增長(zhǎng)反應(yīng)：鏈終止反應(yīng)：

環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷開(kāi)環(huán)聚合生成共聚醚的反應(yīng)中，不同的反應(yīng)工藝條件對(duì)生成的聚醚有著很大的影響。

聚合反應(yīng)器設(shè)計(jì)、反應(yīng)器種類、起使劑種類、相對(duì)分子質(zhì)量、催化劑種類與用量、溫度、加料方式、端基結(jié)構(gòu)等的不同，都會(huì)對(duì)共聚醚的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生不同影響。3.聚合工藝

聚醚反應(yīng)器的設(shè)計(jì)依據(jù)：良好的傳質(zhì)系統(tǒng)為保持良好的傳質(zhì)效率，反應(yīng)器需要有良好的攪拌器穩(wěn)定的反應(yīng)溫度可靠的控制手段需要考慮溫度上下限，液面上下限、壓力上下限的自動(dòng)控制及各重要閥位、泵與攪拌等的連鎖系統(tǒng)的準(zhǔn)確運(yùn)轉(zhuǎn)適宜的進(jìn)料方式與速率為保證一定的相對(duì)分子質(zhì)量分布，反應(yīng)器對(duì)不同品種有不同的進(jìn)料速度曲線為保證產(chǎn)品質(zhì)量溫度變化控制在1℃，故必須及時(shí)移出反應(yīng)熱。聚醚反應(yīng)器的設(shè)計(jì)依據(jù)：影響因素聚合中，水份可以作為引發(fā)劑或終止劑嚴(yán)重影響聚合物的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成，所以必須嚴(yán)格控制體系中水的含量端基結(jié)構(gòu)不同，其共聚醚的性能也有差異。EO封端的共聚醚親水性較好，起泡性強(qiáng)，反應(yīng)活性高；PO封端的共聚醚親水性差，起泡性弱，反應(yīng)活性低

體系中含水量的影響

溫度的影響

端基結(jié)構(gòu)的影響溫度高易造成PO端基上羥基的脫水，從而對(duì)端基結(jié)構(gòu)和平均相對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量造成影響；溫度低有利于形成PO端基4.表征方法

GPC方法

采用凝膠滲透色譜儀進(jìn)行分子量測(cè)定。測(cè)定時(shí)以四氫呋喃(THF)為溶劑，單分散聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)樣品，測(cè)定溫度為25℃。核磁(1H-NMR)分析

采用高分辨液體核磁共振波譜儀測(cè)定聚醚分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)。試樣在CDCl3中溶解(每次取0.5-0.7ml)，室溫下分析。

紅外光譜(IR)分析

采用傅里葉紅外光譜儀，直接涂膜測(cè)定，以確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)。