制备聚合物的方法有哪些

Ⅰ 制备交联型聚合物主要的策略有哪几种,以及每种策略的机理。

咨询记录 · 回答于2021-11-11

Ⅱ 聚合物分散液晶的制备方法

获得聚合物分散液晶膜的方法通常有五种：（1）TIPS（Temperature inced phase separation）温度分相法；（2）SIPS（Solvent inced phase separation）溶剂分相法；（3）PIPS（Polymerization inced phase separation）聚合分相法；（4）MP（Microencapsulation process）微胶囊分散法；（5）空穴法。前三种方法主要是使高聚物和LC混合物的均相体系产生相分离，形成LC微粒分散在高聚物的连续相中，是目前制备聚合物分散液晶膜的主要方法，而最后一种方法是通过高聚物和LC混合物产生非均相乳液，LC微粒以微胶囊方式分散而实现。 在TIPS过程中，热塑性树脂首先被加热至熔点以上，然后加入所需含量的LC，使两者混合均匀，把均匀溶液在保温状态涂于导电玻璃上，然后按所需的速度冷却到室温，当混合物温度低于一定程度即发生相分离，LC微粒即可形成。在这个过程中，控制冷却速度可以控制LC微粒的尺寸大小及分布，而这最终要影响到PDLC膜的电光性能。
使用TIPS方法制备PDLC膜的优点在于比较简便，但是制得的膜其温度微粒依赖性强，当使用温度偏离预先设定的温度，会使LC在树脂中的溶解度增加，温度可改变PDLC中LC的粒径和分布，只有重复原来的制备过程才可以得到恢复，要增加PDLC的温度稳定性，必须使用高熔点的聚合物。对于温度偏差比较大的场合，使用热固性树脂制得的PDLC膜性能较差，但热固性树脂通常不能用TIPS来加工。
这一制备方法要求聚合物必须是热塑性的，而且它的熔点必须低于它的分解温度。首先升高聚合物和液晶的混合物的温度，使其形成均相溶液，然后以一定的冷却速度使其发生相分离，同时聚合物冷却固化，将LC液滴固定在其网络中。LC液滴的尺寸取决与冷却速度，同时也依赖于所选原材料的物理化学性质。快速冷却得到小尺寸液晶微滴，且尺寸大小均匀；慢速冷却，得到两种统计尺寸的液晶，尺寸分布范围广。这种方法可控制LC液晶的尺寸，多用于研究PDLC形貌的影响因素。
TIPS相图过程如图
对于无法用热加工的树脂（其熔点高于分解温度），不能用TIPS法制备PDLC膜，可以找一个聚合物和LC的共溶剂，加热溶解制成均相的溶液体系，通过去除溶剂和降低温度达到相分离，形成的LC小微粒分散在高聚物连续相中，在这种方法中，小微粒的尺寸和分布可由除去溶剂的降温速度所控制。使用SIPS制备PDLC膜的过程中，需用极性溶剂，溶剂的回收困难，同时溶剂易造成环境污染，整个过程和TIPS相比较，操作要复杂得多。
溶剂挥发法同样要求聚合物是热塑性的，他是将液晶与聚合物溶解在同一溶剂中形成均相溶液，然后通过溶剂挥发促使两相分离和聚合物固化。
相分离法制备PDLC的影星因素比较多，对于不同的体系，必须摸索其特定的实验条件，以控制LC液滴的尺寸和形貌。 高聚物预聚体和LC按比例混合均匀，在固化过程中，随着高聚物基质分子量的增长，LC在高聚物中的溶解度不断减小，最终实现相分离形成LC微粒。这个过程中使用的高聚物可是热塑性的，也可是热固性的。影响LC微粒的尺寸及其分布的主要因素是固化速度，以及固化温度，当超过一定速度固化时可能不会形成LC微粒，温度主要通过影响溶解度，反应速度及反应动力学参数来影响链扩散机理和链结构以致影响到LC微粒的尺寸和分布。
PISP法是制备PDLC最简便的一种方法。它是将预聚物与液晶混合均匀奥均相溶液，通过缩聚反应、自由基聚合或直接光引发聚合，使预聚物分子量增加，当达到临界分子尺寸时，两者的相互溶解性降低，直至发生相分离，形成液晶微滴，并逐渐长大，最后液晶形态被固化的聚合物所固定。液滴的尺寸和形貌取决与从液滴成核到聚合物固化时它的生长时间，它可由聚合速度来控制。而聚合速度可由热固化的温度或光固化的光强来控制。此外，原材料的比例，所选液晶与预聚物的物理参数，如粘度、扩散速度和液晶在聚合物中的溶解性等也是影响LC液滴尺寸和形貌的重要因素。
光固化可独立的控制温度和聚合速度，更有利于研究聚合物动力学对PDLC形态的影响。
对于引发聚合的光源研究最多的是紫外光和激光。经紫外光照射的PDLC膜，单体在整个照射面积上发生聚合，形成两相双连续形貌。光照处单体光聚合，未照处单体则沿浓度梯度向光照处扩散，这样就得到具有光栅结构的PDLC膜。而选用双束激光作为光源，将样品放于双束激光的干涉处，同样可以得到聚合物和液晶交替的周期性变化光栅。
和TIPS和SIPS两种方法相比较，用PIPS法制备PDLC需要对分子量增长机理和动力学过程有比较好的了解，在一定的程度上，高聚物的选择比较受限制，在分相过程中，一部分齐聚物和未交联的单体要溶解在液晶中，同样LC要溶解在高聚物中，是PDLC的性能受影响。PIPS的固化分相过程可以有几种方式来实现，最常用的方法主要是环氧交联法和光敏交联法，他们各具特色，环氧交联法不需要太多的特殊装置，在实验室比较容易完成，只要控制温度就可以控制其动力学过程；光敏交联法比较容易控制，当紫外光照射时反应才发生，可人为地开始固化和停止固化。 在载体的作用下，聚合物和LC混合，强烈搅拌下，LC在聚合物中形成微胶囊。与SIPS法相比较，此法在整个过程中不形成均相溶液，其LC微粒的尺寸一般由搅拌速度决定。和SIPS一样，此方法也需要载体，但前者是使用溶剂，一般容易除去，而后者通常使用水，除去水较困难，需要很长时间，要影响产率，同时水的存在可能要引起LC的电化学降解。
Suh采用溶液共分散法将氟化的小分子液晶溶胀到单分子的聚甲基丙烯酸酯胶囊中，制备出电光性能优异的PDLC膜。微胶囊中LC液滴的尺寸随LC的浓度的增加而增大，它的阀值电压和驱动电压均低于聚合引发相分离法制备的PDLC膜，但微胶囊法较相分离法制备过程复杂，研究较少。 这种制备方法首先是将无机或有机的微球沉积在基板上，通过控制微球溶液的浓度或旋涂速度得到单层或多层规则排列的微球，然后在其上旋涂光固化的预聚物或水溶性聚合物的水溶液，通过光固化或干燥将聚合物固化后，用有机溶剂除去微球，这样在聚合物上就留下规则排列的球形空穴；然后以液晶填充，覆以导电玻璃片，这样就得到尺寸均匀、规则排列的PDLC膜。相同成分的聚合物和液晶以此法制备较以聚合物引发相分离法制备得到的PDLC膜的阀值电压高。

Ⅲ 聚合反应的聚合方法

在聚合温度和压力下为气态或固态的单体也能聚合，分别称为气相聚合和固相聚合。气相、固相和熔融聚合均可归于本体聚合范畴。四种聚合方法的不同特点是：
①本体聚合 组分简单，通常只含单体和少量引发剂，所以操作简便，产物纯净；缺点是聚合热不易排除。工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯。
②溶液聚合 优点是体系粘度低，传热、混合容易，温度易于控制；缺点是聚合度较低，产物常含少量溶剂，使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本。溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合，如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合，丙烯腈溶液聚合直接作纺丝液，丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等。
③悬浮聚合 通常是在大量的水介质中进行，散热容易,产物是0.05～2mm左右的小颗粒，容易洗涤、分离，产物纯度较高；缺点是产物容易粘壁，影响聚合釜传热和生产周期。悬浮聚合主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工业生产。
④乳液聚合 由于使用了乳化剂而具有特殊机理,单体在胶束中引发、聚合是在单体－聚合物乳胶粒中进行。其特点是速度快、产物分子量大、体系粘度低、易于散热；缺点是乳化剂等不易除净，影响产物性能，特别是电性能较差，在工业上乳液聚合主要用于合成橡胶的生产，如丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶生产。
本体聚合和溶液聚合一般为均相反应，但也有因聚合物不溶于单体或溶剂而沉淀出来；悬浮聚合和乳液聚合均属非均相反应。均相体系往往属非牛顿流体（见粘性流体流动），可直接使用，若要制得固体聚合物，则需进行沉淀分离；非均相体系固体物含量可高达30%～50%（最高达约60%），除胶乳可直接使用外，其他均需经分离、提纯等后处理。 由非共轭双烯类化合物形成具有环状结构重复单元的线型聚合物的聚合反应。其产物具有较高的耐热性，因此环化聚合是制备耐热高分子的一种手段。
简史以前一直认为具有两个双键的化合物在聚合时必定形成交联的不溶、不熔的高聚物。但在1951年，G.B.布特勒等人用自由基引发二烯丙基季铵盐类进行溶液聚合，却得到了可溶性的线型聚合体。布特勒通过对二烯丙基季铵盐类聚合的研究，提出单体可以通过交替的“分子内-分子间”链增长反应,导致线型高聚物的形成。1953年W.辛普森等人在研究邻苯二甲酸二烯丙酯的聚合反应时，指出了双烯类单体在聚合时有环化现象。1958年J.F.琼斯将这类聚合反应称为环化聚合。 在工程上，聚合流程可以是间歇式的，但在工业上大规模生产多采用连续式，常用的设备有间歇和连续搅拌反应器，以及管式、环管式、流化床和塔式反应器等，也可多种形式串联使用（见聚合反应工程）。

Ⅳ 以单体为原料制备聚合物微球的常用聚合方法有哪些

乳液聚合，悬浮聚合

Ⅳ 插层原位聚合制备高岭土-聚合物插层复合物

高岭土-聚合物有较高的稳定性和许多优异性能，是目前研究的热点之一。高岭土-聚合物插层复合物材料的制备方法常用的有插层原位聚合和聚合物熔融插层2种方法。层间原位聚合形成的有机物插层比较均匀，但形成的聚合物聚合程度差别较大，种类有限，反应速率也较慢，而且需要大量溶剂。高岭土-聚丙烯酰胺（Kao-PMMA）复合物因有较高的稳定性和潜在的实用性而受到诸多学者的研究，常用的制备方法是以高岭土-甲酰胺（Kao-FA）为前驱体，用丙烯酰胺置换甲酰胺得到高岭土-丙烯酰胺（Kao-DMMA）而后原位聚合得到Kao—PMMA^［7］。本次工作分别用高岭土-甲酰胺和高岭土-二甲基亚砜为前驱体制备了聚丙烯酰胺，并对制备的复合物进行了表征。

一、实验用主要原料

高岭土：萍乡硬质高岭土，≤200目。无水乙醇：分析纯，含量≥99.7%。二甲基亚砜：分析纯，含量≥99.0%。甲酰胺：分析纯，含量为99.3%～100.2%。丙烯酰胺：分析纯，含量≥99.0%。四氯化碳：分析纯，含量99.5%。

二、Kao-PMMA的制备

Kao-PMMA的制备工艺流程与其他两步法插层类似，不同之处在于置换插层后，需要增加加热原位聚合步骤。其制备可分为3步：制备预插层体；制备高岭土-丙烯酰胺；原位聚合制备高岭土-聚丙烯酰胺。

Kao-FA或Kao-DMSO的制备：见第三章。

Kao-DMMA的制备：分别用1g预插层体（K-FM或K-DMSO）和不同浓度的丙烯酰胺乙醇溶液（5%、10%、15%、20%）混合，室温下磁力搅拌反应3h；过滤，将固体用20mL四氯化碳浸泡，磁力搅拌30min以除去高岭石表面吸附的有机分子；过滤后，即得到Kao-DMMA。

Kao-PMMA的制备：将固体Kao-DMMA置于烘箱中，270℃加热原位聚合1h或2h，即形成高岭土-聚丙烯酰胺复合物（Kao-PMMA）。

三、结果和讨论

1.插层浓度

丙烯酰胺浓度不同，插层效果不一样，其生产成本也有高有低，要达到好的插层效果，需要选择插层浓度。以高岭土-甲酰胺为预插层体，用5%、10%、15%、20%的丙烯酰胺乙醇溶液插层3h的复合物的XRD图谱见图4-20。浓度过高，插层率没有明显提高，却增加漂洗难度，残留有较多吸附的丙烯酰胺。可见，10%的浓度为最佳浓度，插层效果较好。

图4-20 取代插层后Kao-DMMA复合物的XRD图

（a）高岭土原样；（b）高岭土-甲酰胺；（c）丙烯酰胺浓度5%；（d）丙烯酰胺浓度10%；（e）丙烯酰胺浓度15%；（f）丙烯酰胺浓度20%

2.预插层体

预插层体不同，制备的Kao-PMMA的质量也有较大的差别。以Kao-FA和Kao-DMSO为预插层体，用10%的丙烯酰胺乙醇溶液反应3h，然后加热聚合1h制备的Kao-PMMA的XRD图谱见图4-21和图4-22。

XRD测试结果分析表明，以Kao-FA为预插层体制备的Kao-DMMA插层率为72.73%，加热聚合后制备的Kao-PMMA的插层率为54.08%，经水洗后插层率为41.62%（图4-21），表明水洗基本没有导致脱嵌，确实已形成聚合物插层。

以Kao-DMSO为预插层体制备的Kao-DMMA插层率为82.51%，加热聚合后制备的Kao-PMMA的插层率为80.96%，经水洗后插层率为80.65%（图4-22），没有发生脱嵌，也形成了高岭土-聚合物插层复合物。

图4-27 Kao-PMMA的电镜照片

Ⅵ 如何制备分子量分布窄的聚合物

阴离子聚合是制备窄分子量分布的聚合物的主要方法，若具体分类还包括原子转移自由基聚合，氮氧调控聚合，可逆加成断裂链转移聚合，高低真空聚合法及常压惰性气氛聚合法等。由于影响分子量分布的因素很多，所以，具体到各个聚合物来说又有各自独特的聚合方法，但总体遵循原则是：1，聚合反应开始时，引发剂同时引发单体，链增长几率相等；2，链增长过程中，无引发，终止，及链转移反应；3，反应结束时，一次加入终止剂可使所有活性分子失活。若再具体到制备过程，则试剂纯度，体系洁净度，引发剂种类选择，引发剂使用浓度，单体浓度，溶剂的极性，反应温度的控制，试剂加料顺序等均会影响到分子量的分布。所以，楼主这个问题是个比较宽泛的问题，无法详细而准确地回答...........OVER..............

Ⅶ 聚合物基无机纳米粒子复合材料的制备方法有哪些

纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复合材料。 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。分散相是以独立的相态分布在整个连续相中，两相之间存在着相界面。分散相可以是纤维状、颗粒状或是弥散的填料。复合材料中各个组分虽然保持其相对独立性，但复合材料的性质却不是各个组分性能的简单加和，而是在保持各个组分材料的某些特点基础上，具有组分间协同作用所产生的综合性能。由于复合材料各组分间“取长补短”，充分弥补了单一材料的缺点，产生了单一材料所不具备的新性能，开创了材料设计方面的新局面。 纳米复合材料是由两种或两种以上的固相至少在一维以纳米级大小（1－100nm）复合而成的复合材料。这些固相可以是非晶质、半晶质、晶质或者兼而有之，而且可以是无机物、有机物或二者兼有。纳米复合材料也可以是指分散相尺寸有一维小于100nm的复合材料，分散相的组成可以是无机化合物，也可以是有机化合物，无机化合物通常是指陶瓷、金属等，有机化合物通常是指有机高分子材料。当纳米材料为分散相，有机聚合物为连续相时，就是聚合物基纳米复合材料。 纳米复合材料与常规的无机填料／聚合物体系不同，不是有机相与无机相的简单混合，而是两相在纳米尺寸范围内复合而成。由于分散相与连续相之间界面面积非常大，界面间具有很强的相互作用，产生理想的粘接性能，使界面模糊。作为分散相的有机聚合物通常是指刚性棒状高分子，包括溶致液晶聚合物、热致液晶聚合物和其它刚直高分子，它们以分子水平分散在柔性聚合物基体中，构成无机物／有机聚合物纳米复合材料。作为连续相的有机聚合物可以是热塑性聚合物、热固性聚合物。 聚合物基无机纳米复合材料不仅具有纳米材料的表面效应、量子尺寸效应等性质，而且将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、加工性及介电性能糅合在一起，从而产生许多特异的性能。

Ⅷ 如何通过法制备聚合物多孔膜，并结合热 力学和动力学知识分析如何有效控制

聚合物多孔材料的制备及性能研究

一、课题立项依据

近年来，胶体粒子的有序组装结构是材料学研究的热点方向，目前，胶体粒子主要由二氧化硅等硬粒子组装，但其易开裂、强度低的缺点限制了它的应用。而具有良好力学性能的聚合物乳胶粒子进入人们的视线。不过单纯的有序聚合物膜由于缺少对外界条件变化的响应性，因此实用性不强。

多孔材料由于具有高的比表面积、强的吸附和催化特性、介电性能等独特性能，一直是材料科学的重点研究方向 [1][2][3][4]。按照国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）的定义，多孔材料按照孔径大小分为三类：孔径小于2nm的微孔、孔径介于2-50nm之间的介孔和孔径大于50nm的大孔。其中微孔和介孔材料起步较早，也已经应用于实践，而大孔材料则起步较晚。有序多孔材料指具有孔径单分散、孔在基体中形成三维有序排列的多孔材料。不仅具有通常多孔材料的一般特点，且孔结构排列的周期性可调，孔径分布窄，三维结构长程有序等特点。另外还可对孔壁结构进行调节，在孔壁中引入微球或介孔，结合大孔和微孔、介孔的优点，获得多级孔结构材料，通过对孔表面修饰和改性，赋予材料特殊的功能和用途，在光子晶体、光学器件、传感器、吸附分离、催化剂及催化剂载体、电容电极材料、轻质结构材料、纳米反应器、能量储存及物负载等方面有广泛的应用前景[5]。

近十几年来，科学家们已经研究出了一些可行构筑有序多孔结构的技术，如模板技术、纳米刻蚀技术、纳米印迹技术、溶剂挥发诱导技术、自组装技术等[6][7]。目前，有关聚合物乳胶/无机粒子共组装构筑有序多孔结构的研究十分热门，胶体粒子自组装方法是构筑亚微米有序多孔材料的常用方法，科学家们利用高电荷密度单分散胶体球在较弱的离子强度和稀浓度下会自发排列形成紧密堆积的周期性结构的原理，将聚合物胶乳与无机纳米粒子共组装制备有序排列的聚合物/无机粒子复合乳胶球，然后借助溶解、加热或化学反应等方法除去聚合物胶体或无机胶体模板，构筑有序纳米孔结构。通过对模板粒子尺寸大小的选择，以及前驱体物质的不同，可以控制多孔材料的功能基团和孔径大小。

聚合物多孔材料由于具有柔性好、易于大面积制备的特点，其应用性还是很强的，但如今的发展状况却存在很大的局限。这种材料的制备起步于上世纪90年代末，由Imhof[8]和Vevel研究小组分别用乳液模板法和胶体晶体模板法成功制备出3-DOM材料，受到了物理、化学和生物学界的广泛关注。如今，模板法依旧是制备聚合物孔材料的主要方法，目前应用最多的是胶体晶体模板法。

此方法就是以胶体晶体为模板制备有序大孔材料，通常包括四个步骤：（1）、单分散微球的制备；（2）、将单分散的微球组装成具有蛋白石结构的胶体晶体模板；（3）、于胶体晶体模板的孔隙中填充各种前驱体，如纳米粒子的分散液、有机单体、聚合物溶液、金属氧化物的前驱体溶液等；（4）、固化或聚合，将反填在模板孔隙中的液相转变为固相，再经过刻蚀或煅烧去除模板微球，得到三维有序的多孔材料。

然而这种方法厄存在诸多不足。在制备胶体晶体模板时，如果用自然沉积法则耗时过长，通常需要数天乃至数周的时间，而离心沉积法又会造成大量的结构缺陷，破坏材料的物理化学性能；在填充前驱体时，用普通的浸泡法极易造成填充缺陷，甚至破坏孔结构，而用较精密的化学气相沉积法或电化学沉积法时则需要苛刻的实验条件，难以大量推广。而且总体上，模板法制备聚合物孔材料步骤繁多复杂，也大大降低了其应用于实际生产的能力。

但胶体自组装法通常需要通过溶解、刻蚀或高温烧结等后处理手段才能获得有序纳米孔结构，获得的无机多孔材料易脆、柔性差，而聚合物多孔材料机械强度低。关于如何采用简单、快速的方法获得结构有序可控、具有高柔性和高强度的纳米有序多孔材料，则少有报道。我们最近的研究表明，以氢键作用为驱动力，在加热辅助条件下，聚合物-无机纳米共组装可构筑二维或三维有序孔结构膜，无需去除任何模板。

我所在的实验室课题组一直关注于有序聚合物孔材料的研究进展，也开展了基于复合乳液制备三维有序多孔聚合物膜的研究，并取得了不错的进展。总的来说，聚合物多孔材料的研究发展迅速，但其制备和应用还是处于起步阶段，目前的各制备方法都存在其局限性，难以实现大面积制备，难以准确控制孔径的有序性以及孔壁的结构。因此，现今发展聚合物多孔材料的关键是开发更简单易行、适于大面积制备的新合成方法，并实现材料结构以及孔壁结构可调。

二、课题的主要内容和基本思路

1、研究内容：

基于在实验室将近一年的实验基础，我觉得可以用一种较为简单易行的原位乳液聚合方法制备所需乳液，然后在成膜过程中一步制备出聚合物多孔材料，并通过调节各反应条件实现孔径可调节。

2、研究方案：

首先将乳化剂和经过亲油改性的无机粒子（如二氧化硅等）加入水中分散，与丙烯酸酯单体进行原位乳液聚合，获得核-壳结构聚合物-无机粒子[图1]，使生成的聚合物包覆在无机粒子表面，聚合物膜的厚度可以通过乳化剂以及单体的用量进行调控，无机粒子核的粒径则可通过乳化剂用量以及无机粒子粒径和用量进行调控。

图1：核-壳结构乳胶/无机粒子聚合物

控制单体配比得到合适的聚合物玻璃化温度（Tg）使其能够在常温下成膜。在成膜前向乳液中加入亲水性好的大分子共混，使其均匀分布在聚合物表面，然后室温下成膜。成膜过程中聚合物粒子会自组装成致密排列的晶体结构，然后通过用HF水溶液刻蚀的方法将二氧化硅核去除掉，即可得到大孔的三维有序聚合物膜材料，同时膜表面的水溶性大分子PEG也被HF水溶液带走，在聚合物膜表面形成所需的介孔结构[9]。通过调节核粒径，实现了大孔孔径可调节；通过调节接在聚合物表面的大分子分子量和数量，可以实现介孔孔径与数量可调节；通过改变单体组成，调节聚合物膜厚度，或者在聚合物膜上加装功能基团，即可得到具有不同性能用途的有序聚合物多孔材料。

对制得的多孔聚合物材料，以透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）考察多孔材料的表面形貌，以X-射线光电子能谱仪（XPS）和ξ电位仪研究材料表面组成，以热失重分析仪（TGA）研究材料组成，以粒径分析仪（DLS）研究聚合物微球的粒径及粒径分布，争取实现粒径及孔径可调。

性能研究：初步研究所制备材料的成膜性、各项力学指数及孔材料的吸附特性，尝试在聚合物表面加装某些功能基团，测试其能否发挥预想的作用。比如加装羧基测试其对CO2的吸附作用，或者加装对pH值响应的基团测试材料对酸碱性的响应性等。

三、课题的难点与创新点：

1、本方案的难点：

1、成膜过程如何减少晶体缺陷，形成较好的晶体结构，保证材料能够发挥最好的性能。

2、如何在不破坏晶体整体结构的前提下通过HF溶液一步得到所需的大孔-介孔结构。

3、如何实现对大孔、介孔孔径及数量的调节。

2、本方案的创新点：

目前制备多孔有序材料的方法大多十分繁琐，尤其是对多级孔材料的制备，更是方法欠缺。本方案创新点如下：

1、本实验方案运用一种非常简洁易行的原位乳液聚合方法，可以直接合成单分散可室温成膜的聚合物/无机纳米复合微球材料，省去了现在普遍在用的模板法中制作模板的过程。

2、通过在聚合物表面引入亲水性长链大分子，可以实现在刻蚀复合粒子核结构的时候同时将聚合物表面的亲水性大分子溶解，一步获得所需大孔-介孔多级结构，具有创新性。

四、实验进度设计：

1、2011年5月-2011年7月 ：运用原位乳液聚合方法，调节合适单体配比制备出能够在常温下形成三维有序光子晶体膜结构的聚合物/无机纳米核-壳结构复合乳液。

2、2011年8月-2011年10月 ：通过调节乳化剂用量以及单体用量达到包覆在无机粒子外的聚合物膜厚度可调。

3、2011年11月-2012年1月 ：运用刻蚀溶解的方法构筑三维有序大孔-介孔聚合物膜，并通过调节乳化剂用量、无机纳米粒子的粒径及用量、亲水性大分子分子量及用量等，实现大孔、介孔孔径可调。

4、2011年2月-2011年4月 ：对制得的聚合物多孔材料进行结构、性能研究。撰写结题报告。

Ⅸ 嵌段共聚物的制备方法

活性聚合可以得到分子量分布极窄的聚合物，是控制聚合物分子量和分子量分布最理想的方法。通过活性聚合还可以获得预定结构和序列的嵌段共聚物、接枝共聚物及结构更复杂的聚合物。Szwarc通过对苯乙烯、异戊二烯等非极性共扼单体进行阴离子聚合实验，首次证实了阴离子聚合为无终止、无链转移的反应，从而提出了活性聚合和活性聚合物的概念，即快引发、慢增长、无终止和链转移的聚合过程为活性聚合。活性聚合方法的发现极大地推动了整个聚合化学工业的发展，为实现高分子聚合物的结构设计（如嵌段、接枝等）提供了新的途径。这种方法不仅可以大大改善聚合物的物理和化学性能，而且也拓宽了高分子材料的应用领域。
活性阴离子聚合

Szwarc等报道了以THF作溶剂，萘钠引发的苯乙烯阴离子聚合，在无水、无氧、无杂质、低温条件下，不存在任何链终止和链转移反应，得到的聚合物溶液在高真空条件下低温存放数月，其活性种浓度仍保持不变。若再加入苯乙烯，聚合反应继续进行，得到更高分子量的聚苯乙烯。若加入第二种单体，可得到嵌段聚合物。这种方法的局限性在于使用的单体数量有限，而且必须考虑两种单体的相对反应性，另外此法对含有羟基、氨基、羰基等功能基团的单体，往往会与引发剂或活性链发生副反应而很难聚合，对于这类单体则需要对官能团进行保护。此外，阴离子聚合因带负电荷的亲核试剂反应活性非常高，聚合过程必须严格的无水，无杂质，对反应条件要求非常高，与非极性单体相比，极性单体难于实现阴离子聚合，这些都极大地限制了阴离子聚合的应用范围。
活性阳离子聚合
阴离子活性聚合提出后的30年间，烯类单体的活性聚合一直局限于进行阴离子聚合，直到Higoshimura和Sawamoo率先报道了烷基乙烯基醚的活性阳离子聚合。紧随其后，Faust和Kennedy实现了异丁烯的活性阳离子聚合。活性阳离子聚合被广泛地应用到合成具有精确结构的均聚物和嵌段共聚物，推动了活性聚合技术的迅速发展。在聚合过程中不存在单体的链转移和不可逆的链终止是阳离子聚合的一个最显着特点。例如,结合活性阳离子聚合方法和其他活性聚合方法是合成聚异丁烯基体嵌段共聚物的最有效的途径。与其它方法相比，阳离子活性聚合的优点在于它的高嵌段效率（即无均聚物生成），并能容易地控制链段长度与聚合产物的分子量分布[6]。但是阳离子聚合的反应条件同样要求严格的无水无杂质。此外，可进行此反应的单体也不多，使其应用受到了一定的限制。
基团转移聚合

杜邦公司首先报道了基团转移聚合，这种方法是以硅烷基烯酮酯类的化合物作为引发剂，在适当的亲核催化剂的存在下，在室温下引发丙烯酸酯类单体聚合。
虽然这类聚合反应存在链终止反应，但相对于增长反应，链终止反应可以忽略不计，因此，它仍能制得各种结构规整、分子量可控、分散系数较低的聚合物。目前，基团转移聚合反应仅适用于α，β-不饱和酯、酮、酞胺和氰，如（甲基）丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺等，这其中以甲基丙烯酸甲酯的聚合活性最大。基团转移聚合的聚合速率适中，具有活性聚合的全部特征，可进行分子量调节和聚合物的分子设计。与阴离子活性聚合相比，此法可在室温附近（20~70℃）进行。但由于适用范围不广，通过基团转移活性聚合来合成嵌段共聚物具有一定的局限性。
可控/活性自由基聚合

阴离子、阳离子活性聚合能较好的控制链增长。长期以来，人们一直渴望这种控制反应能够在自由基聚合中实现，既保持离子型活性聚合的控制反应能力，又能够保持自由基聚合自身的优越性。相对其它聚合方式，自由基聚合具有明显的优势：可选择的单体种类多；自由基聚合反应条件温和，对单体纯度和环境要求相对较低。可控活性自由基技术的出现，为实现自由基聚合反应的可控性开辟了道路，并已成为当今高分子化学界的研究热点。增长自由基和休眠种之间的交换可能是所有活性自由基聚合体系最为重要的特点。 Richards在20世纪70年代首次提出聚合转化反应的概念—聚合转化法：通过某个化学反应改变聚合物的链末端，进而引发不同聚合机理的另一单体反应。采用聚合转化法可以结合两种聚合机理的优势，弥补单一聚合机理的缺陷，得到其它方法难于合成的特异结构和性质的聚合物，如特种嵌段、接枝、梳状、星状等形态、性能独特优异的新材料。
正离子聚合向自由基聚合转化

正离子活性聚合研究已经取得很大的进展，Chung发现一种简便的硼烷体系，在常温下与O2反应生成碳氧自由基,从而引发其它单体进行活性自由基聚合，并用此合成了嵌段聚合物。用活性正离子聚合法合成末端是叔氯的聚异丁烯，并将末端转化成硼烷基，然后引发苯乙烯发生自由基聚合反应生成嵌段聚合物。
正离子聚合转为负离子聚合

正离子聚合转化为负离子聚合首先要终止正离子聚合，然后将相应的末端基转化为负离子聚合的引发剂，引发负离子聚合。通过正离子聚合向负离子聚合转化合成含聚异丁烯的嵌段共聚物有很多研究。如Hatada等[25]利用异丁烯正离子活性聚合得到双端叔氯聚异丁烯后，经一系列反应将链末端定量转化，得负离子型引发剂，然后引发能进行负离子聚合的单体进行负离子聚合，得到三嵌段共聚物PMMA-PIB-PMMA。
正离子聚合转化为缩聚反应

Tuncai先用三氟甲磺酸/四氢噻吩在-30℃引发异丁烯乙烯基醚的活性正离子聚合，反应一段时间后，加入带偶氮基团的齐聚酯二醇，就可以得到异丁烯基醚和聚醋的嵌段聚合物。活性正离子聚合转化法是合成嵌段共聚物的有效途径。而这一过程中实现聚合物活性链末端转化的关键是对聚合反应过程的有效控制。利用活性正离子聚合而引入功能性末端，进而实现转化是当前研究的热点。 ⑴力化学方法：两种聚合物共同塑炼或在浓溶液中高速搅拌，当剪切力大到一定程度时，两种主链将断裂成两种链自由基，交叉偶合终止就成为嵌段共聚物，但是产物中免不了混有原来两种均聚物。
⑵缩聚反应：通过缩聚中的交换反应的方法制备嵌段聚合物，例如羟端基聚苯乙烯和羧端基的聚丙烯酸酯类进行酯化反应，可得嵌段共聚物。但是大分子直接的反应一般效率较低，所得到的产物包含一定量的未参与反应的均聚物，因此缩聚反应具有一定的局限性。
⑶特殊引发剂法：双功能引发剂先后引发两种单体聚合，可用来制备嵌段共聚物。例如含有偶氮和过氧化酯类双功能引发剂，在适当温度下下，先由偶氮分解成自由基，引发苯乙烯聚合，经偶合终止成带有过氧化酯端基的聚苯乙烯。然后加入胺类，使过氧化酯端基分解，就可以使甲基丙烯酸甲酯继续聚合成ABA型嵌段共聚物。 丙烯-乙烯嵌段共聚物的制法有溶剂法（淤浆法）、液相本体法和气相本体法等。然后在同一聚合釜中通入氮气驱除丙烯，再通入乙烯继续进行聚合，即得丙烯-乙烯嵌段共聚物。
1．溶剂法（淤浆法）：间隙法·先将高纯度丙烯通入聚合釜，用齐格勒型催化剂在50～90℃，0～10MPa压力下于惰性溶剂（己烷或庚烷）中，在氢气存在下进行淤浆聚合，制得丙烯均聚物－预聚物。然后再将其送入第二个聚合釜，用闪蒸法排除未反应的丙烯（并回收再用），同时通入乙烯进行气固相反应，即生成所需的嵌段共聚物。先使丙烯在催化剂存在下于第一个聚合釜中制得丙烯均聚物，然后送入第二个聚合釜通入液相进行嵌段共聚，再经后处理即得所需之产品。
⒉气相本体法：本体聚合法需要氮气调节乙烯和丙烯单体的分压，通过控制单体加入量及其比例，以生成不同品级的产品。再经分离、干燥、挤出造粒，而得产品。在催化剂存在下，使丙烯在第一个聚合釜中聚合制得丙烯均聚物。淤浆法聚合工艺又有间隙法和连续法之分。
3．液相本体法此法采用两釜串联。

Ⅹ 高分子合成机理有哪些聚合实施方法有哪些

高分子合成机理：

包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等.其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶，已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料，尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展。

但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点.而现代工程技术的发展。

则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

1、高分子分离膜，高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜.采用这样的半透性薄膜。以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力,使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技。

2、膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等.用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等，用来制备分离膜的高分子材料有许多种类，现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。

3、高分子磁性材料：是人类在不断开拓磁与高分子聚合物（合成树脂、橡胶）的新应用领域的同时,而赋予磁与高分子的传统应用以新的涵义和内容的材料之一。

高分子磁性材料主要可分为两大类,即结构型和复合型，所谓结构型是指并不添加无机类磁粉而高分子中制成的磁性体，目前具有实用价值的主要是复合型。

4、光功能高分子材料：是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。这一类材料已有很多,主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学用塑料（如塑料透镜、接触眼镜等）、光转换系统材料、光显示用材料、光导电用材料、光合作用材料等。

聚合实施方法有：

1、本体聚合

组分简单，通常只含单体和少量引发剂，所以操作简便，产物纯净；缺点是聚合热不易排除。工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯。

2、液聚合

优点是体系粘度低，传热、混合容易，温度易于控制；缺点是聚合度较低，产物常含少量溶剂，使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本。

溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合，如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合，丙烯腈溶液聚合直接作纺丝液，丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等。