ATRP法制備納米銅-聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚苯乙烯復(fù)合材料的研究.pdf

1、在超聲輻射作用下，以α-溴代丙酸乙酯為引發(fā)劑，環(huán)己酮為溶劑，溴化亞銅/2，2-聯(lián)吡啶為催化體系，通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）制備了分子鏈末端含有一個α-溴原子的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA-Br）。以此為大分子引發(fā)劑引發(fā)苯乙烯單體進行ATRP反應(yīng)，制得聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚苯乙烯（PMMA-b-PS）嵌段共聚物。通過硼氫化鈉還原聚合物體系中的溴化亞銅，從而制備得到納米銅/PMMA-b-PS復(fù)合材料。 紅外光譜（FT-IR）

2、、凝膠滲透色譜（GPC）和核磁共振（1H NMR）等表征證實了嵌段共聚物的分子構(gòu)造，其分子量分布較窄；嵌段共聚物的分子量隨苯乙烯單體轉(zhuǎn)化率的增加而增加，兩者基本上成線性關(guān)系，聚合過程為活性聚合；嵌段共聚物PMMA-b-PSt在選擇性溶劑丙酮中有自組裝的現(xiàn)象，不溶的PSt嵌段鏈段相互聚集成核，溶于丙酮的PMMA鏈段在溶液中自由的伸展，將聚集在一起的PSt鏈段包裹起來形成了一些粒徑在100nm到200nm不等的微球，隨著不溶的PSt鏈段的增

3、長，膠束改變形態(tài)，形成了可以降低核尺寸的棒狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 FT-IR結(jié)果表明，納米銅與PMMA-b-PS之間存在一定的化學(xué)作用力； X射線光電子能譜（XPS）進一步證明了納米銅與PMMA-b-PS的作用力為納米銅與聚合物的酯羰基氧原子之間通過配位作用形成的化學(xué)作用力；X射線衍射（XRD）確定了納米銅為面心立方結(jié)構(gòu)晶型；用熱分析（TG-DSC）表征研究了納米銅/PMMA-b-PS復(fù)合材料的熱學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明，納米銅/PMMA

4、-b-PS復(fù)合材料的分解溫度和玻璃轉(zhuǎn)化溫度均比PMMA-b-PS低，說明納米銅對聚合物的分解具有催化作用，降低了聚合物的分解溫度。用透射電子顯微鏡（TEM）觀察復(fù)合材料的組裝現(xiàn)象：常規(guī)條件下，納米銅誘導(dǎo)復(fù)合材料在環(huán)己酮溶劑中組裝形成了以PMMA-b-PSt為連續(xù)相，以納米銅為分散相的圓環(huán)狀組裝圖案；高溫數(shù)小時退火條件下，嵌段共聚物高分子鏈在納米金屬銅作用下發(fā)生足夠的馳豫，進行有序組裝，形成了明亮部分的PMMA鏈段和較暗部分的PSt鏈段交