摘要
本论文主要围绕合成含全氟环丁基芳基醚链段的嵌段共聚物展开，通过机理转换策略，得到含常用单体聚合物链段和全氟环丁基芳基醚链段的嵌段共聚物，主要工作如下： 一、双官能团化合物的合成及其引发原子转移自由基聚合 首先以苯酚和联苯酚为起始物，经过氟烷基化、脱卤、傅氏酰化三步反应得到双官能团化合物，它含有三氟乙烯氧基和ATRP引发基团。通过核磁共振氢谱、碳谱、氟谱、红外光谱、元素分析等对其结构进行了表征。该化合物能够引发苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等单体聚合，以可控的方式得到窄分布、结构规整的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等。聚合动力学研究表明体系中增长自由基的浓度基本保持恒定，表观聚合速率与单体浓度成动力学一级关系，聚合物分子量随转化率线性增加。聚合物结构通过核磁共振氢谱、氟谱、红外光谱和元素分析表征，聚合物末端含有三氟乙烯氧基，表明引发剂中的三氟乙烯氧基对聚合没有影响，而且通过ATRP引发基团引发单体聚合将三氟乙烯氧基引入到聚合物末端。 二、三氟乙烯基芳基醚单体的合成及其热聚行为研究 以二酚化合物为起始物，经过与1,2-二溴四氟乙烷的氟烷基化反应和随后的锌催化脱卤反应，得到几种三氟乙烯基芳基醚单体，通过1H NMR和19F NMR，FT-IR等表征单体结构。随后研究了1,4-二(三氟乙烯氧基)苯，4，4'-二(三氟乙烯氧基)联苯和4,4'-二(三氟乙烯氧基)砜基联苯三种单体的聚合。延长时间和提高温度，能够提高聚合物的分子量。通过氟谱和红外谱图表征聚合反应的发生，三氟乙烯氧基环化成六氟环丁基，也表征了聚合物末端仍保留有三氟乙烯氧基。 所得全氟环丁基芳基醚聚合物具有很好的溶解性和热稳定性。热分解温度(Td)高于420℃，砜基的引入大大提高聚合物的热稳定性，热分解温度可达500℃。聚合物的玻璃化转变温度温度(Tg)和热分解温度(Td)随分子量的增加而增加。 三、含全氟环丁基芳基醚链段的嵌段共聚物合成 比较了大分子试剂和大分子引发剂两种合成嵌段共聚物的方法，大分子引发剂更易实现嵌段共聚物的合成。通过三氟乙烯基芳基醚单体在二苯醚中的均聚，紧接着与上述含三氟乙烯氧基的双官能团化合物反应，得到两端含有ATRP引发单元的大分子引发剂。通过核磁共振氢谱、碳谱、氟谱、红外光谱和元素分析对其结构进行表征，用凝胶色谱法测定其分子量和分子量分布。当双官能团化合物和三氟乙烯基芳基醚单体的投料比高时，能得到溴含量较高的大分子引发剂，直至恒定。 大分子引发剂引发苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等单体进行原子转移自由基聚合，得到一系列分子量分布较窄的三嵌段共聚物：聚苯乙烯-b-全氟环丁基芳基醚-b-聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯-b-全氟环丁基芳基醚-b-聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸叔丁酯-b-全氟环丁基芳基醚-b-聚丙烯酸叔丁酯以及含聚丙烯酸和全氟环丁基芳基醚的两亲性三嵌段共聚物，利用核磁共振氢谱、碳谱、氟谱、红外光谱和GPC对产物进行了表征。含聚丙烯酸和全氟环丁基芳基醚的共聚物是由聚丙烯酸叔丁酯-b-全氟环丁基芳基醚-b-聚丙烯酸叔丁酯在三氟醋酸作用下水解得到的。聚合条件对产物的影响也得到了详细研究，聚合温度越高，聚合反应越快，所需反应时间越短；延长聚合反应时间，产物分子量增加；投料比越高，产物分子量越高。这些都符合活性可控聚合的特征。
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