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聚合物纳米孔材料一直以来都是研究的热点,其纳米孔径可用作膜分离、分子识别与筛选、吸附等,广泛使用于医药、航天、水处理等领域。本课题基于纳米结构的环氧热固性树脂,以此构筑环氧热固性纳米孔材料,并对其及进行结构与性能的调控。(1)经开环聚合(ROP)合成聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯嵌段共聚物(PCL-b-PEG-b-PCL),从分子水平控制嵌段共聚物的结构与组成,与环氧树脂共混经反应诱致“微”相分离制备纳米结构的环氧热固性树脂,以碱液刻蚀聚己内酯微相单元构筑环氧热固性纳米孔材料。结果表明,扫描电镜(SEM)观察到环氧热固性孔材料表面较为光滑和完整,未发生宏观相分离;原子力显微镜(AFM)观察表面形貌由蜂巢状孔逐渐转变成交织网络状孔,其表面粗糙度随嵌段共聚物含量的不同而改变;基于小角X射线散射(SAXS)的Guinier理论、Porod理论和双对数曲线对纳米孔解析后,发现环氧热固性孔材料的分形维数介于0-2,归属于质量分形/孔分形,均方旋转半径随着PCL-b-PEG-b-PCL的含量的增加而变大;傅里叶红外光谱表明,经化学刻蚀后,聚己内酯嵌段部分被刻蚀;DSC和TGA分别表明含有PCL-b-PEG-b-PCL的环氧热固纳米孔材料均呈现一个玻璃化转变温度和初始热降解温度为250℃C;水接触角在加入PCL-b-PEG-b-PCL后,水接触角变小,但仍超过60°。(2)用原子转移自由基聚合(ATRP)合成含有双亲性和反应性嵌段的三嵌段共聚物(PCL-b-PEGMA-b-PGMA)与环氧树脂混合后制备纳米结构的环氧热固性树脂,经化学刻蚀构筑纳米孔。通过反应性嵌段(PGMA)参与环氧热固性树脂前驱体与固化剂4,4-二氨基二苯砜的共交联反应和PEGMA与环氧热固性树脂间的氢键作用共同抑制宏观相分离的发生,形成PC1微相。用FESEM观察环氧热固性纳米孔材料的表面和断面形貌,有纳米孔存在并在PCL-b-PPEGMA-b-PGMA的含量达35 wt%时出现了Gyroid孔结构特征;SAXS解析结果表明,存在Groid孔结构,Porod曲线和Debye曲线均表现出正偏离,由Guinier曲线计算孔的均方旋转半径随嵌段聚合物含量的增加呈现先增后减再增大的趋势,由双对数曲线知分形维数且为孔分形/质量分形。(3)用可逆加成断裂链转移(RAFT)的方法合成三嵌段聚合(PCL-b-PDVB-b-PGMA),与环氧树脂共混固化形成双重反应诱“微”相分离制备纳米结构的环氧热固性树脂,经化学刻蚀构筑环氧热固性纳米孔材料,并用“疏-烯基光点击化学”对纳米孔道的改性。研究结果表明,在嵌段聚合物含量为40 wt%时表面形貌和断面形貌均呈现“蠕虫”状孔结构特征;纳米孔道的均方旋转半径随嵌段聚合物含量的增加而变大;傅里叶红外光谱表明聚己内酯微相单元被部分刻蚀和巯-烯基光点击化学对纳米孔道的羧基化改性。