多嵌段共聚物
嵌段共聚物
多嵌段共聚物是嵌段共聚物的一种,是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。多嵌段共聚物是一类重要的高分子材料,由于各组分间固有的不相容性,在纳米尺度上自组装成有序纳米结构,形成微相相分离,表现出非常独特的性能。
释义
嵌段共聚物(block copolymer),是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。根据组成嵌段共聚物的链段数量的多少可以分为:二嵌段共聚物、三嵌段共聚物、多嵌段共聚物。
多嵌段共聚物是一类重要的高分子材料,由于各组分间固有的不相容性,在纳米尺度上自组装成有序纳米结构,形成微相相分离,表现出非常独特的性能。制备该类聚合物一般方法是阴离子聚合法,但其需要苛刻的反应条件。同离子型聚合相比,原子转移自由基聚合法由于具有可聚合的单体范围广,反应条件温和,易控制,易于实现工业化的优点,近年来受到广泛关注。
多嵌段共聚物的性质与分类
共聚物是一类结构与性能独特的材料,可以看作是不同均聚物的杂化产物。共聚物的特性,例如热性能 、介电性与溶解性可通过其组成来控制。共聚物的用途之一是可作为不相溶聚合物共混的增溶剂。共聚物和结构和序列分布是影响溶解度的重要参数,继而影响着一种共聚物与另一种聚合物的相溶能力。与无规共聚物相比,嵌段与多嵌段共聚物在两相聚合物共混中可作为较好的界面改性剂。
由于嵌段共聚物具有自组装为单元尺寸的高序列结构的潜力,正引起人们的广泛兴趣。在嵌段共聚物中,两种或更多的均聚物链在其链端形成共价键。经过适当的热平衡作用,不同嵌段链之间的分子连接作用及其相互排斥作用可导致一系列微相分离形态的形成。外界面的存在对形成的微域形态影响很大,特别在薄层,由于含较低界面能量的组分可以在各自的界面上累积,进而使微域排成直行。在对称的双嵌段共聚物中,这种排列可导致薄层的“厚度量子化”。当薄层厚度与平衡时层间距不成比例,在薄层表面由于成核作用形成孔洞或岛状结构,以调节此处的薄层厚度,使之达到最佳量子值。对界面来说,当与表面的相互作用明显减弱,其厚度不成比例可能导致片晶的垂直取向。
多嵌段共聚物的主链至少由两种单体构成很长的链段组成。结构规整的多嵌段共聚物比较常见的有ABA、ABC与ABCBA型,目前最常用的合成方法为阴离子聚合,但合成的共聚物类型有限。ATRP 技术在合成多嵌段共聚物方面具有独特的优势,不仅可以低成本地得到这些材料,而且可有效地获得一系列新型多嵌段共聚物,尤其是那些采用传统的阴离子方法所不能制备的共聚物。
原子转移自由基聚合简介
原子转移自由基聚合(ATRP)是近年来迅速发展并有着重要应用价值的一种活性聚合技术。它源于有机化学中的原子转移自由基加成即 Kharasch 加成,典型的 ATRP 引发体系由引发剂(如烷基卤代物RX)、催化剂(如过渡金属卤化物 CuBr、CuCl、NiCl 等)和络合配位体(如联吡啶)所组成。ATRP 集自由基聚合和活性聚合的优点,与其它活性聚合相比,具有适用单体范围广、聚合条件温和并易于实现工业化等显著优点。其产品在高性能黏合剂、分散剂、表面活性剂、高分子合金增容剂和加工助剂、热塑性弹性体、绿色化学品、电子信息材料及新型含氟材料等高技术领域都具有广泛的应用前景。自 1995 年该项技术诞生以来,已引起学术界和工业界的极大兴趣。
ATRP作为一种新颖的精确聚合反应,能实现可控活性聚合,产物可达到预期的分子量,且分子量分布较窄,因此是大分子设计的有效工具。许多烯类单体已成功地用ATRP 合成出结构确定的均聚物、无规共聚物、交替共聚物、梯形共聚物 、嵌段 接枝共聚物和新型聚合物刷、梳形聚合物、星形聚合物、树枝状聚合物及有机无机杂化材料。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 14:53
目录
概述
释义
多嵌段共聚物的性质与分类
参考资料