结构和性能可控的淀粉接枝醋酸乙烯酯及淀粉接枝聚乙烯醇水凝胶的制备

摘要

本文对结构和性能可控的淀粉接枝醋酸乙烯酯及淀粉接枝聚乙烯醇水凝胶的制备进行了研究。可逆-断裂链转移聚合作为一种方便而有效的活性自由基聚合(LCP)用于醋酸乙烯酯(Vac)聚合。成功地制备了淀粉基黄原酸酯链转移剂用于调控Vac的活性自由基聚合。GPC结果显示,聚合产物淀粉接枝聚醋酸乙烯酯(SVAc)侧链分子量可控且分子量分布较窄。SVAc醇解成相应的淀粉接枝聚乙烯醇(SVA),并通过冷冻-解冻的物理交联法制备了不同侧链分子两的SVA水凝胶。通过红外光谱分析(FTIR),核磁共振分析(NMR)以及热重分析(TGA)确定了SVAc和SVA的结构。证明了聚合产物和醇解产物为目标产物。接触角测试确定了SVAc接枝聚合物的双亲性,接触角测试的结构表明SVAc亲疏水性可以通过控制SVAc侧链分子两来调控。通过双亲性自组装在水溶液中制备了SVAc纳米胶束。采用透射电镜确定了纳米胶束的结构,并用动态光散射仪分析了不同侧链分子两的SVAc胶束的粒径分布,结果表明,SVAc纳米胶束的粒径也可由侧链分子量来调控。结构可控的SVA水凝胶采用动态热机械分析仪(DMTA)以及X射线衍射(XRD)来分析其动态粘弹性能与结晶度。DMTA结果表明,SVA水凝胶存在典型的凝胶的特征,确定了冷冻-解冻物理交联水凝胶能够形成稳定的水凝胶,同时也改善了淀粉凝胶的一些性能。此外SVA水凝胶的存储模量,损耗模量均随分子量的增大而增大即可通过侧链分子量来调控。XRD测试的结果也符合这个趋势,SVA水凝胶的结晶度也可有侧链分子量来调控。结构和性能可控的SVAc和SVA水凝胶已经通过SXA调控的RAFT活性自由基聚合成功制备,SVAc和SVA的性能可通过调控侧链分子量来实现可控的目的。