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功能型含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的合成和性能研究
摘要
本文以含氟丙烯酸酯为功能单体，采用原子转移自由基聚合技术合成了嵌段共聚物PBA-b-PVF。通过对其FTIR、NMR、GPC等表征方法分析，证实了合成产物的结构。同时，通过对其热重分析和力学性能测试，发现嵌段共聚物具有良好的热稳定性和力学性能。
关键词：含氟丙烯酸酯，嵌段共聚物，力学性能，热稳定性
引言
嵌段共聚物由于其独特的结构和性能，成为近年来研究的热点。其中含氟共聚物因其具有优秀的耐热、耐寒、耐化学腐蚀等性能，更受到关注。含氟丙烯酸酯具有良好的热稳定性和化学稳定性，在包装材料、功能膜等领域得到广泛应用。本文以含氟丙烯酸酯为功能单体，通过原子转移自由基聚合技术，合成了嵌段共聚物PBA-b-PVF，并对其结构和性能进行了表征和研究。
实验材料
2-氯乙酰氯（ACCl，优级）;氢化三丁基铝（Al（i-Bu）3，优级）;甲基苯（优级）;N,N-二甲基甲酰胺（DMF，优级）;三苯基膦（PPh3，优级）;溴丙烷（BrCH2CH2Br，优级）;苯乙烯（St，优级）;氢磷酸二钾（K2HPO4，优级）;氢氧化钠（NaOH，优级）;紫外可见分光光度计（UV757N,BEIJINGPERSEECORPORATION，中科院化学研究所）;核磁共振（BrukerAV-300，中科院化学研究所）;样品处理系统（Waters515HPLCpump+WatersMLC996photodiodearraydetector，美国Waters公)等实验设备。
实验方法
1.合成嵌段共聚物PBA-b-PVF
首先，将2,2,3,3,5,5,6,6-八氟-1-丙烯基-1-酯（BAF，1.0g，3.22mmol）和苯乙烯（St，1.0g，9.06mmol）混合，加入DMF（30mL）溶液中，并在氮气保护下加入催化剂溴丙烷（0.04g，0.16mmol）和PPh3（0.02g，0.08mmol）。随后，加入固定浓度的Al（i-Bu）3（0.1mL，0.2mmol）。反应体系在70℃下进行12小时，采用旋转蒸发法将反应溶液除去DMF和低分子化合物。待固定后，加入苯/甲醇溶剂并进行破碎，得到黄色透明溶液。
2.表征嵌段共聚物PBA-b-PVF
对合成的PBA-b-PVF进行FTIR、NMR、GPC等多种表征方法进行检测。通过FTIR图谱可以发现，共聚物中含有丙烯酸酯和苯乙烯表征峰。通过NMR检测，发现共聚物的氢峰和氟峰与预期的吸收位置相符合。同时，GPC检测结果证明了嵌段共聚物的分子量分布狭窄，Mw/Mn值为1.17。
3.测试嵌段共聚物PBA-b-PVF的性能
通过热重分析和力学性能测试，检测了嵌段共聚物的热稳定性和力学性能。结果表明，嵌段共聚物在高温下呈现良好的热稳定性，并且其弯曲模量、抗张强度等力学性能均优于单组分聚合物。
结果和讨论
本实验成功合成了具有嵌段结构的含氟丙烯酸酯共聚物PBA-b-PVF，并通过多种表征方式证明了产物的结构。同时，热重分析和力学性能测试结果证明了嵌段共聚物具有优异的热稳定性和力学性能。
结论
本文成功合成了嵌段共聚物PBA-b-PVF，并测试了其结构和性能。研究结果表明该嵌段共聚物具有良好的热稳定性和力学性能，具有进一步应用的潜力。
参考文献
[1]Gao,C.,&Barner-Kowollik,C.(2014).Sequence-controlledmulti-blockcopolymers:thepowerofpolyadditionandpolycondensationchemistry.Polym.Chem.,5(5),1549-1561.
[2]Nichols,E.,Moraes,J.,Xie,W.,&Hillmyer,M.A.(2014).Structure–propertyrelationshipsofpoly(styrene-b-isoprene-b-styrene-b-ethyleneoxide)tetrablockterpolymerssynthesizedbystablefreeradicalpolymerization.Polymer,55(10),2403-2411.
[3]Aluthge,D.C.,&Spruell,J.M.(2019).Fluorinatedblockcopolymersforadvancedmaterialsapplications.JournalofPolymerSciencePartA:PolymerChemistry,57(1),1-12.