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介孔材料可以广泛应用于催化、光学、纳米反应器、复合材料的无机基体和许多吸附材料等方面。两亲嵌段共聚物选择性溶胀是介孔材料的一个新兴制备方法。但市售的两亲嵌段共聚物价格昂贵,不具有规模化应用的可能。因此对已经大规模生产、加工低廉的嵌段共聚物进行化学改性,强化其中一个嵌段的亲水性,是推进两亲嵌段共聚物选择性溶胀方法的一个关键。 苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)因含有双键,可较为方便地进行亲水改性。本论文通过两种方法处理SBC来提高其极性并获得其介孔材料:一种是通过臭氧处理SBC进行环氧化反应,选择性刻蚀掉其中的聚丁二烯相区;另一种是通过合成过氧甲酸与SBC进行羟基化反应,在SBC分子中引入羟基来提高聚丁二烯的极性,然后使用选择性溶胀的机理得到介孔材料。论文主要内容以及主要成果包括以下几点: (1)用臭氧在液体环境中对SBC膜进行处理,通过改变铸膜方式、反应温度、处理过程中的液体环境、臭氧流速、是否加入表面活性剂、是否光照条件和是否经等离子体刻蚀等条件,探讨臭氧处理SBC的效率和效果。当在室温有光照条件下以臭氧流速为5 L/min处理10 wt%浓度SBC甲苯溶液铸膜24h,反应前后用乙醇浸泡SBC膜,反应过程中加入0.5 wt%浓度的表面活性剂(十二烷基磺酸钠—SDS)并在臭氧处理后用氧等离子体90 W刻蚀10 min,可以得到规整的多孔纳米结构。 (2)通过将双氧水和甲酸合成的过氧甲酸与SBC甲苯溶液在一定温度条件下反应,在SBC分子中引入羟基,通过改变反应温度、羟基化反应两阶段的时间和SBC甲苯溶液的加入量,达到改变羟基化程度的目的。当在70℃,羟基化反应第一阶段反应时间1h,第二阶段反应时间3h,加入12 g10 wt%浓度的SBC甲苯溶液条件下进行羟基化反应时,可以得到羟基化程度最高的产品。 (3)通过对羟基化产物进行选择性溶胀,考察不同溶胀温度、时间和溶胀剂的种类,探讨得到聚合物膜的立体结构特征。当在30℃条件下乙酸作溶胀剂溶胀24h时,能得到表面孔道规则的三维连通的介孔结构。 (4)通过将羟基化产物进行胶束化处理,考察不同胶束化温度和时间,探讨聚合物胶束颗粒的形貌特征。当在150℃条件下乙酸处理15h羟基化产物,能得到粒径均一的球形胶束颗粒。