双亲性两嵌段共聚物的合成与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

两亲性聚合物由于同时含有化学性质不同的链段,易发生微相分离，因此它们在选择性溶剂、表面、本体等结构中表现出自组装特性，广泛用于表面活性剂、纳米材料、药物载体、涂料、胶粘剂、分离膜、热塑弹性体等。当含氟链段作为疏水基元引入两亲性聚合物时，由于其特有的低表面能、疏水疏油性、低折射率、低介电常数、良好的耐候性等，赋予材料独特而优异的性能。众所周知，聚合物的性能由其结构决定，因此，不同链段的组成、相对含量、在聚合物分子内的分布以及聚合物的拓扑结构等因素，直接影响两亲性聚合物的自组装行为，从而改变其在选择性溶剂、表面和本体中的聚集形态，表现出各自独特的物理化学性质。

嵌段共聚物是指将两种或两种以上性质不同的聚合物链段连在一起制备而成的一种特殊聚合物，它可以将多种聚合物的优良性质结合在一起，得到性能比较优越的功能聚合物材料。这种聚合物分子量可控、分子量分布较窄、分子结构与组成可设计，是高分子研究领域中最富有意义且具有挑战性的研究工作之一。 具有特定结构的嵌段聚合物会表现出与简单线形聚合物，以及许多无规共聚物甚至均聚物的混合物不同的性质，可用作热塑弹性体、共混相容剂、界面改性剂等。广泛地应用于生物医药、建筑、化工等各个领域，在理论研究和实际应用中都具有重要的意义。 它由化学结构不同的链段交替聚合而成的线型共聚物。根据各种链段的交替聚合是否有规律可循又分为：有规嵌段共聚物和无规嵌段共聚物。嵌段共聚物作为一种特殊的线性共聚物，与共混物和 接枝共聚物在结构和性质上是不同的。它的玻璃化温度由温度较低的聚合物决定的，而软化点却随该温度较高的聚合物而变化，因而处于高弹态的温度范围较宽。

双亲水性嵌段共聚物（double hydrophilic block copolymers, dhbcs）是一类特殊的嵌段共聚物，是指在同一个高分子链中含有化学结构不同的两种或两种以上亲水性链段的共聚物，其中一种亲水链段在水溶液中处于完全溶解的状态，而另一种亲水链段在外部刺激条件下可以改变物理或化学性质成为疏水链段。这类嵌段共聚物因为在同一分子中同时存在两种或两种以上不同化学结构的嵌段，表现出许多与一般嵌段共聚物不同的化学和物理性质，尤其是其溶液性质往往有不同寻常的表现。另外dhbcs除了具有传统嵌段共聚物的一些共同特征之外，还具有其独特的环境刺激响应性特征。这些特征与dhbcs的结构、组成密切相关。近年来，双亲水性嵌段共聚物在许多领域有重要的应用，可用作乳化剂、悬浮聚合稳定剂、结晶改性剂、高分子合金增容剂、水处理剂等等。另外，这类共聚物上的亲水性基团如羧基、羟基、氨基等还可以进一步与其他物质反应形成新的聚合物。双亲水性的嵌段共聚物在自组装的过程中避免了有机溶剂的使用，使其在生物医学领域应用也很广泛，包括载药和基因治疗。

2. 研究内容和预期目标

本课题的主要研究内容为设计合成以甲基丙烯酸二甲氨乙酯（dmaema）单体为基本原料，与以对羟基苯基丙烯酸为单体合成的聚3-羟基肉桂酸（p3hca)通过缩聚反应合成具有嵌段结构的双亲共聚物。

工作分为以下几部分：

（1） 首先利用链转移自由基聚合法以甲基丙烯酸二甲氨乙酯（dmaema）为单体合成带有端羟基的聚甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯（pdmaema)；

3. 研究的方法与步骤

利用现代科技文献的查阅方法和手段，如internet、网上图书馆、电子期刊等数据库，查阅有关研究两亲性二元嵌段共聚物的合成与应用方面的科技文献资料，并对文献进行分析、研究。在此基础上拟定出了具体实验方案。

在确定合成路线的基础上，选择具体合成条件，合成出目标共聚物，通过实验培养动手能力、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研素养。

具体合成的基本路线如下：

4. 参考文献

[1] yu k, eisenberg a. bilayer morphologies of self-assembled crew-cut aggregates of amphiphilic ps-b-peo diblock copolymers in solution[j]. macromolecules, 1998, 31(11): 3509-3518.

[2] yasaki k, suzuki t, yazawa k, et al. effects of double photoreactions on polycoumarate photomechanics[j]. journal of polymer science part a: polymer chemistry, 2011, 49(5): 1112-1118.

[3] 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.

5. 计划与进度安排

（1）2013-2-25~2013-3-10（第一、二周）在查阅文献资料的基础上，写出开题报告。

（2）2013-3-11~2013-6-1（第三周到第十五周）完成合成实验、结构表征及性能测试。