兩親嵌段共聚物的原子轉移自由基聚合及其有序多孔膜的構筑的開題報告

兩親嵌段共聚物的原子轉移自由基聚合及其有序多孔膜的構筑的開題報告一、背景和研究意義隨著科技的進步，有機功能材料在分離、儲能、傳輸和響應等方面有著廣泛的應用。而納米多孔材料因其表面積大、孔徑可控、結構復雜和功能多樣等特點，成為一類具有巨大應用潛力的材料。因此，構筑大面積、高質量、性能穩(wěn)定的納米多孔膜是當今材料科學研究的熱點之一。然而，目前制備納米多孔膜的方法多種多樣，但很難同時滿足多孔膜的孔徑、相互之間的連通性和耐化學性等參數(shù)要求。而在這個領域，兩親（或多親）嵌段共聚物有著獨特的優(yōu)勢：它們在溶液中可以形成天然的微相分離結構，從而在膜形成過程中自組裝形成孔壁結構，保證了孔徑的可控性和連通性，并具有相近的化學惰性和高的熱穩(wěn)定性，適合于各種環(huán)境的應用。為了制備兩親嵌段共聚物的納米多孔膜，開展原子轉移自由基聚合是必要的。原子轉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度和結構，實現(xiàn)所需的物化性質。這種方法近年來得到了廣泛的研究。因此，本研究將重點研究兩親嵌段共聚物的原子轉移自由基聚合及其有序多孔膜的構筑，旨在為納米多孔材料的制備提供新思路和新方法。這項研究的意義在于，將為嵌段共聚物的聚合控制、兩親嵌段多孔膜的制備和構筑具有特殊形態(tài)的多孔膜等方面開辟新思路，同時對于分離、儲能、傳輸和響應等領域有意義。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移自由基聚合的基礎上，構筑具有特定形態(tài)的多孔膜，并在多孔膜的孔徑和孔壁等方面進行優(yōu)化和調(diào)控。具體研究內(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、凝膠滲透色譜等對共聚物進行表征。（2）兩親嵌段共聚物的組裝和膜構筑。通過兩親性組裝方法，在兩親嵌段共聚物的表面形成孔道，以形成具有多孔結構的膜。（3）多孔膜的特性表征和性能優(yōu)化。通過掃描電子顯微鏡、透射電鏡等表征手段來研究多孔膜的孔徑、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構，以達到更好的分離和傳輸效果。三、研究方法和技術路線本研究的實驗方法主要采用化學合成法。具體實驗流程和技術路線如下所示：（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)轉移物的不同，合成不同長度的中心嵌段，并通過凝膠滲透色譜等手段對共聚物的結構進行表征。（2）兩親嵌段共聚物的組裝和膜構筑。將合成的兩親嵌段共聚物溶于選擇性溶劑中，在氣-液界面上進行流延，隨后吸附在固-液界面上，并經(jīng)過自組裝形成孔道結構，以形成多孔膜。（3）多孔膜的特性表征和性能優(yōu)化。通過掃描電子顯微鏡、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)，并通過控制合成條件的不同，在此基礎上優(yōu)化和調(diào)節(jié)多孔膜的孔徑和孔壁結構，以達到更好的分離和傳輸效果。四、預期結果和研究意義本研究的預期結果為制備具有特定形態(tài)和更好性能的兩親嵌段多孔膜。通過優(yōu)化和調(diào)控兩親嵌段多孔膜的孔徑和孔壁結構，將為材料分離、儲能、傳輸和響應等方面的應用提供新