基于RAFT聚合法的N-乙烯吡咯烷酮均聚物及其嵌段共聚物的合成的開題報告

基于RAFT聚合法的N-乙烯吡咯烷酮均聚物及其嵌段共聚物的合成的開題報告一、研究背景及意義N-乙烯吡咯烷酮（VP）是一種重要的單體化合物，可以通過聚合反應(yīng)制備各種型式的均聚物及共聚物。VP均聚物具有良好的熱穩(wěn)定性、抗氧化性和機(jī)械性能，能夠廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子工程等領(lǐng)域；VP的共聚物可以使其流動性能和粘度得到明顯調(diào)節(jié)，廣泛用于珠片涂料、成膜涂料、泡沫塑料、高分子電解質(zhì)和細(xì)胞支架等領(lǐng)域。因此，研究N-乙烯吡咯烷酮的合成及其衍生物是目前高分子材料領(lǐng)域的一個熱門研究方向。RAFT（ReversibleAddition-FragmentationChainTransfer）聚合法是目前實驗室中最常用的一種聚合技術(shù)。通過該方法可以得到分子量分布狹窄、鏈端官能團(tuán)相同的均聚物及嵌段共聚物，具有良好的結(jié)構(gòu)可控性和定量可控性。RAFT聚合法在化學(xué)、材料、生物等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本研究旨在利用RAFT聚合法制備N-乙烯吡咯烷酮均聚物及其嵌段共聚物，探究其結(jié)構(gòu)和性能，并為其在各領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實驗基礎(chǔ)。二、研究內(nèi)容1.合成不同分子量的N-乙烯吡咯烷酮均聚物通過RAFT聚合法，控制引發(fā)劑和單體用量，在合成VP均聚物過程中控制分子量及分子量分布范圍。利用高效液相色譜法（HPLC）和凝膠滲透色譜法（GPC）對合成的VP均聚物進(jìn)行表征分析，得到其分子量分布范圍較窄。并通過核磁共振氫譜（1H-NMR）和紅外光譜（FTIR）對均聚物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。2.合成N-乙烯吡咯烷酮與苯乙烯的嵌段共聚物將VP與苯乙烯（St）用RAFT聚合法共聚，通過改變單體比例和引發(fā)劑用量控制共聚物的分子量及組成。通過GPC、HPLC、1H-NMR和FTIR等技術(shù)對VP與St嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析。同時，探究嵌段共聚物的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能等性能指標(biāo)。3.合成N-乙烯吡咯烷酮與丙烯酸乙酯的嵌段共聚物將VP與丙烯酸乙酯（EA）用RAFT聚合法共聚，通過改變單體比例和引發(fā)劑用量控制共聚物的分子量及組成。通過GPC、HPLC、1H-NMR和FTIR等技術(shù)對VP與EA嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析。探究嵌段共聚物的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能等性能指標(biāo)。三、研究方法1.合成VP均聚物及嵌段共聚物采用RAFT聚合法合成VP均聚物及嵌段共聚物。具體步驟為：首先制備RAFT引發(fā)劑，然后將VP與St或EA單體按一定比例加入到溶液中，加入引發(fā)劑，控制反應(yīng)溫度和時間，得到VP均聚物或VP與St或EA的嵌段共聚物。2.性能表征通過GPC、HPLC、1H-NMR和FTIR等技術(shù)對VP均聚物及嵌段共聚物的分子量、組成、結(jié)構(gòu)等性質(zhì)進(jìn)行表征。對嵌段共聚物的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能等性能指標(biāo)進(jìn)行測試。四、預(yù)期結(jié)果1.成功利用RAFT聚合法合成VP均聚物及嵌段共聚物。2.得到分子量分布較窄、分子量可控的VP均聚物。3.探究VP與St或EA的嵌段共聚物結(jié)構(gòu)和性能，為其在各領(lǐng)域的應(yīng)用提供實驗基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1.K.Matyjaszewski,J.Xia,“AtomTransferRadicalPolymerization”,Chem.Rev.,vol.101,pp.2921-2990,2001.2.G.C.Rutledge,S.R.Turner,“TheFreeRadicalPolymerizationofN-Vinylpyrrolidone:AComprehensiveKineticStudy”,Macromolecules,vol.18,pp.1612-1620,1985.3.F.Dong,L.Zhang,Y.Zhao,X.Wang,J.Ding,“SynthesisofDouble-headedRAFTAgentandItsApplication