兩親嵌段共聚物的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合及其有序多孔膜的構(gòu)筑的開(kāi)題報(bào)告

兩親嵌段共聚物的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合及其有序多孔膜的構(gòu)筑的開(kāi)題報(bào)告一、背景和研究意義隨著科技的進(jìn)步，有機(jī)功能材料在分離、儲(chǔ)能、傳輸和響應(yīng)等方面有著廣泛的應(yīng)用。而納米多孔材料因其表面積大、孔徑可控、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和功能多樣等特點(diǎn)，成為一類具有巨大應(yīng)用潛力的材料。因此，構(gòu)筑大面積、高質(zhì)量、性能穩(wěn)定的納米多孔膜是當(dāng)今材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。然而，目前制備納米多孔膜的方法多種多樣，但很難同時(shí)滿足多孔膜的孔徑、相互之間的連通性和耐化學(xué)性等參數(shù)要求。而在這個(gè)領(lǐng)域，兩親（或多親）嵌段共聚物有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：它們?cè)谌芤褐锌梢孕纬商烊坏奈⑾喾蛛x結(jié)構(gòu)，從而在膜形成過(guò)程中自組裝形成孔壁結(jié)構(gòu)，保證了孔徑的可控性和連通性，并具有相近的化學(xué)惰性和高的熱穩(wěn)定性，適合于各種環(huán)境的應(yīng)用。為了制備兩親嵌段共聚物的納米多孔膜，開(kāi)展原子轉(zhuǎn)移自由基聚合是必要的。原子轉(zhuǎn)移自由基聚合是一種控制聚合方法，可以容易地控制兩親嵌段的長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所需的物化性質(zhì)。這種方法近年來(lái)得到了廣泛的研究。因此，本研究將重點(diǎn)研究?jī)捎H嵌段共聚物的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合及其有序多孔膜的構(gòu)筑，旨在為納米多孔材料的制備提供新思路和新方法。這項(xiàng)研究的意義在于，將為嵌段共聚物的聚合控制、兩親嵌段多孔膜的制備和構(gòu)筑具有特殊形態(tài)的多孔膜等方面開(kāi)辟新思路，同時(shí)對(duì)于分離、儲(chǔ)能、傳輸和響應(yīng)等領(lǐng)域有意義。二、研究目的和內(nèi)容本研究的主要目的是在兩親嵌段共聚物原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的基礎(chǔ)上，構(gòu)筑具有特定形態(tài)的多孔膜，并在多孔膜的孔徑和孔壁等方面進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)控。具體研究?jī)?nèi)容包括以下三部分：（1）兩親嵌段共聚物的合成和表征。采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法合成兩親嵌段共聚物，并采用核磁共振、凝膠滲透色譜等對(duì)共聚物進(jìn)行表征。（2）兩親嵌段共聚物的組裝和膜構(gòu)筑。通過(guò)兩親性組裝方法，在兩親嵌段共聚物的表面形成孔道，以形成具有多孔結(jié)構(gòu)的膜。（3）多孔膜的特性表征和性能優(yōu)化。通過(guò)掃描電子顯微鏡、透射電鏡等表征手段來(lái)研究多孔膜的孔徑、孔隙度、孔壁厚度等形貌特征，并優(yōu)化和調(diào)節(jié)多孔膜的孔徑和孔壁結(jié)構(gòu)，以達(dá)到更好的分離和傳輸效果。三、研究方法和技術(shù)路線本研究的實(shí)驗(yàn)方法主要采用化學(xué)合成法。具體實(shí)驗(yàn)流程和技術(shù)路線如下所示：（1）合成兩親嵌段共聚物。以dMA、IBO、EGDA為單體合成兩親嵌段三嵌段共聚物。根據(jù)轉(zhuǎn)移物的不同，合成不同長(zhǎng)度的中心嵌段，并通過(guò)凝膠滲透色譜等手段對(duì)共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。（2）兩親嵌段共聚物的組裝和膜構(gòu)筑。將合成的兩親嵌段共聚物溶于選擇性溶劑中，在氣-液界面上進(jìn)行流延，隨后吸附在固-液界面上，并經(jīng)過(guò)自組裝形成孔道結(jié)構(gòu)，以形成多孔膜。（3）多孔膜的特性表征和性能優(yōu)化。通過(guò)掃描電子顯微鏡、透射電鏡等表征多孔膜的形貌特征，研究其孔徑、孔隙度、孔壁厚度等參數(shù)，并通過(guò)控制合成條件的不同，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化和調(diào)節(jié)多孔膜的孔徑和孔壁結(jié)構(gòu)，以達(dá)到更好的分離和傳輸效果。四、預(yù)期結(jié)果和研究意義本研究的預(yù)期結(jié)果為制備具有特定形態(tài)和更好性能的兩親嵌段多孔膜。通過(guò)優(yōu)化和調(diào)控兩親嵌段多孔膜的孔徑和孔壁結(jié)構(gòu)，將為材料分離、儲(chǔ)能、傳輸和響應(yīng)等方面的應(yīng)用提供新