含氟偶氮苯材料制备与表面性质研究

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含氟偶氮苯聚合物即具有偶氮苯的光响应性,又具有氟原子低表面能的特性。由于氟原子的存在,使得其表现出一些相较于偶氮苯聚合物更优越的性能,如高绝缘性和低介电常数等。含氟偶氮苯聚合物在很多领域(涂料、石油化学、电子、新材料及精细化工等)都有广阔的应用前景,也越来越受到人们的广泛关注。本论文通过可逆加成-断裂链转移(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer, RAFT)聚合的方法设计并合成了两种含氟偶氮苯聚合物,并考察了它们的光响应性等性能。本论文研究的主要内容如下:(1)首先合成了含氟偶氮苯单体4’-三氟甲氧基-[4-己氧基-(2-甲基丙烯酸酯基)苯基]偶氮苯(THPA),然后以α-二硫代萘甲酸异丁腈酯(2-cyanoprop-2-yl1-dithionaphthalate, CPDN)作为RAFT试剂,偶氮二异丁腈(2,2’-azobisisobutyronitrile,AIBN)作为引发剂,在苯甲醚中对单体进行RAFT聚合合成了聚合物PTHPA,然后以PTHPA为大分子RAFT试剂与4-乙烯基吡啶进行扩链反应得到嵌段聚合物PTHPA-b-P4VP,使用~1HNMR和GPC对聚合物的结构进行表征,结果表明PTHPA和PTHPA-b-P4VP具有RAFT聚合的“活性”/可控的特征。(2)根据PTHPA-b-P4VP中含氟偶氮苯链段和4-乙烯基吡啶链段溶解性的不同,分别研究了PTHPA-b-P4VP在四氢呋喃和乙醇中的自组装行为,通过场发射扫描电镜(SEM)观察组装体的微观结构。利用365nm紫外光的照射,研究了PTHPA-b-P4VP在溶液中自组装形成胶束的光响应行为,经过动态光散射(DLS)测试发现,胶束的尺寸随着紫外光的照射而改变。(3)本文利用多巴胺的黏附性能制得了光响应性的超疏水表面。首先,制备类似荷叶表面的微纳结构,多巴胺在弱碱性水溶液中氧化自聚生成聚多巴胺,在聚合过程中它会黏附到硅球表面形成致密的纳米薄膜,得到粗糙表面,然后我们用低表面能的物质含氟偶氮苯修饰该表面,成功制得了超疏水表面。经过接触角测试发现,在紫外光和可见光的交替照射下,可以实现表面润湿性的可逆转变。
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