支化、梳形、星形结构聚己内酯共聚物合成
本论文以脂肪酶催化ε-己内酯开环聚合为基础，结合原子转移自由基聚合(ATRP)等活性自由基聚合的方法，利用大分子引发剂和大分子单体等技术制备了支化聚己内酯、支化聚己内酯-b-聚苯乙烯嵌段共聚物、梳形(又称密接枝)聚乙二醇单甲醚-b-聚己内酯两亲性嵌段共聚物和星形聚己内酯-b-聚苯乙烯嵌段共聚物。并通过1HNMR、GPC等手段验证了各种聚合物的分子结构。
支化聚己内酯的制备经过三步反应，即首先以丙烯酸-β-羟乙酯为引发剂，聚丙烯酸树脂固定化的脂肪酶Novozyme-435为催化剂催化ε-己内酯开环聚合，制备了分子量分布较窄的α-丙烯酰氧乙氧基-ω-羟基聚己内酯大分子单体(APCL-OH)；然后用2-溴丙酰溴与APCL-OH反应，形成α-丙烯酰氧乙氧基-ω-(2-溴)丙酰氧基聚己内酯(APCL-Br)，这种大分子单体在结构上类似于可进行自缩合乙烯基聚合的AB*型单体，因此称其为AB*遥爪型大分子单体(也记为macroinimer)；最后进行APCL-Br的ATRP，得到了支化聚己内酯。经过AB*遥爪型大分子单体的自缩合聚合制备的支化聚合物比AB*型单体与乙烯基单体共聚所得支化聚合物的分子量分布窄，且通常可得到单峰分布的支化结构。
支化聚己内酯-b-聚苯乙烯嵌段共聚物的制备也经过三步反应得到：(1)以溴异丁酸-β-羟乙酯为引发剂，溴化亚铜/2，2’-联吡啶体系(CuBr/bipy)为催化剂进行苯乙烯的ATRP，获得窄分布的端羟基聚苯乙烯(Br-PS-OH)；(2)Br-PS-OH为引发剂，Novozyme-435为催化剂催化ε-己内酯开环聚合，再以丙烯酸乙烯酯为封端剂进行酶催化封端，“一锅端”制备出α-丙烯酰氧基聚己内酯-b-(ω-溴)聚苯乙烯嵌段AB*遥爪型大分子单体(APCL-b-PS-Br)；(3)APCL-b-PS-Br为大分子单体，进行ATRP得到支化聚己内酯-b-聚苯乙烯嵌段共聚物。通过GPC、1HNMR测定验证各步产物。
梳形聚乙二醇-b-聚己内酯的两亲性嵌段共聚物，是由聚乙二醇单甲醚(MPEG)为引发剂，在Novozyme-435的催化作用下引发ε-己内酯开环聚合，然后在同一反应体系中再加入丙烯酸乙烯酯，经酶催化封端，“一锅端”得到聚乙二醇-b-聚己内酯的两亲性嵌段共聚物大分子单体(MPEG-b-APCL)。这种大分子单体经ATRP或可逆加成-碎裂链转移剂自由基聚合(RAFT)等自由基聚合方法得到了分子量分布较窄的梳形聚乙二醇-b-聚己内酯的两亲性嵌段共聚物。
用溴异丁酸-β-羟乙酯在Novozyme-435的催化作用下直接引发ε-己内酯开环聚合可得到窄分布的聚己内酯大分子引发剂(PCL-Br)；以这种引发剂引发苯乙烯的ATRP，获得聚己内酯-b-聚苯乙烯嵌段共聚物大分子引发剂链(PCL-b-PS-Br)；此嵌段共聚物大分子引发剂再引发二乙烯基苯(DVB)的ATRP，即可获得星形聚己内酯-b-聚苯乙烯嵌段共聚物
酶催化开环聚合;聚己内酯;共聚物;活性自由基聚合;支化聚合物;梳形聚合物;星形聚合物;嵌段共聚物
北京化工大学
博士
高分子化学与物理
付志峰
2006
中文
TQ316.341;TQ323.4
109
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）