接枝共聚物的PC-ROP法聚合、结构与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景、目的及意义：为了满足当今社会对高分子量聚合物不断增长的需求，但由于熔体粘度过高，加工性能就成为对聚合物的主要要求。加宽聚合物分子量分布或者将高分子量和低分子量的聚合物进行简单的物理混合，虽然能改善加工问题，但同时也会带来其他如力学性能方面的问题。接枝共聚物是由聚合物主链和多个通过共价键与其相连的支链组成，其支化结构明显降低了聚合物的熔体粘度，对改善聚合物材料的物理机械性能和加工性能十分重要。根据rruhimovich的理论，接枝共聚物比嵌段共聚物具有更好的相分离能力。此外，接枝聚合由于其引发的活性点太多，容易在较温和的条件下获得高分子量共聚物，提高产品的力学性能。正是由于接枝共聚物结构特性导致的特殊性质特点，近年来越来越多的研究人员竞相研究。接枝共聚物由于主链和支链采用不同的单体，可以赋予聚合物两种或多种截然相反的性能，如亲油/亲水，酸性/碱性，塑性/弹性等。传统的接枝合成方法包括：（a）嫁接支链;（b）长出支链）;(c)大单体共聚接枝。由两种或多种单体经接枝共聚而成的产物。兼有主链和支链的性能。如天然橡胶可接上各种乙烯类单体（如苯乙烯等），使接枝共聚物有耐磨、耐屈挠、耐老化和高拉伸强度等性能；又如聚四氟乙烯与丙烯腈接枝后，不仅增加了耐油性，同时也减少了在烃类溶剂中的溶解度。本次我们所研究的是聚-3羟基肉桂酸与聚己内酯的接枝共聚，两者形成的共聚物可兼具有聚-3羟基肉桂酸良好的强度、热稳定性、刚性、光反应性和光致发光等特性及聚己内酯优良的柔韧性。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：3-羟基肉桂酸是一种典型的2官能度单体，在一定条件下通过缩聚反应制备聚-3羟基肉桂酸；e-己内酯是一种环状单体，在一定条件下通过开环聚合法制备聚己内酯。本课题利用3-羟基肉桂酸合成聚3-羟基肉桂酸，进一步通过二硫苏糖醇对聚3-羟基肉桂酸进行处理，在分子链上控制性地引入部分羟基，利用该羟基引发e-己内酯的开环聚合反应，制备聚3-羟基肉桂酸-g-聚己内酯接枝共聚物。利用红外分别表征单体与接枝共聚物，比较其结构的相似与差异之处；测量其光敏性能，比较单体与接枝共聚物光敏性的差异之处，分析聚-3羟基肉桂酸-g-聚己内酯在不同领域的用处。

预期目标：希望在查阅大量中英文文献后，熟悉本课题的背景与研究内容，在老师的协助下总结出自己的实验方案，能够在误差较小、损耗较低的情况下成功制备出聚-3羟基肉桂酸-g-聚己内酯的接枝共聚物，并利用红外、光敏等各种途径对其表征与分析，对比单体与共聚物结构与性能的差异，成功地分析差异之处，最后探索共聚物在不同领域的应用。

3. 研究的方法与步骤

研究方法、步骤：仪器：电子天平、三口烧瓶、光敏性能仪、傅里叶红外光谱仪、球形冷凝管、油浴锅、温度计、透射电子显微镜。

步骤：1.在一定条件下，通过缩聚反应将3-羟基肉桂酸单体制备成聚3-羟基肉桂酸； 2.在一定条件下，通过开环聚合将e-己内酯单体制备成聚己内酯； 3.在二硫苏糖醇引发剂下，成功将聚己内酯接枝到聚-3羟基肉桂酸支链上，合成聚3-羟基肉桂酸-g-聚己内酯。

4. 利用红外、光敏等各种途径对其表征与分析，对比单体与共聚物结构与性能的差异，成功地分析差异之处，最后探索共聚物在不同领域的应用。

4. 参考文献

1] Kaneko T, Thi T H, Shi D J, et al. Environmentally degradable, high-performance thermoplastics from phenolic phytomonomers [J]. Nature Materials, 2006, 5(12): 966-970. [2] Kawasaki Y, Aniruddha N, Minakawa H, et al. Novel polycondensed biopolyamide generated from biomass-derived 4-aminohydrocinnamic acid [J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2017(5): 631-639. [3] Degirmenci M, Benek N, Durgun M. Synthesis of benzoin end-chain functional macrophotoinitiator of poly(D, L-lactide) homopolymer and poly(ε-caprolactone)-poly(D, L-lactide) diblock copolymer by ROP and their use in photoinduced free radical promoted cationic copolymerization [J]. Polymer Bulletin, 2017, 74(1): 1-15. [4] Wu D, Lv Y, Guo R, et al. Kinetics of Sn(Oct)2 -catalyzed ring opening polymerization of ε-caprolactone [J]. Macromolecular Research, 2017, 25(11): 1070-1075. [5] Xiong D, Yao N, Zhang L. Reversible cross-linked micelles based on dynamic chemistry bond as potential nanocarriers for pH-triggered anticancer drug release [J]. Journal of Controlled Release, 2017, 259(10): e25-e26.[6] 董亮, 王婷兰, 唐颂超, 等. 开环聚合-固相缩聚法制备立体嵌段聚乳酸 [J]. 功能高分子学报, 2017, 30(1): 53-58.

5. 计划与进度安排

（1）2022-2022-1学期17-20周~2022-2022-2学期第1周~第2周（2022.12.25-2022.3.16），查阅资料，准备开题报告，外文论文翻译；

（2）第3周~第6周（2022.3.19-4.13），共聚物聚合行为的初步设计与实施；

（3）第7周~第11周（2022.4.16-5.18），进行相关聚合物材料的表征与测试，整理数据；