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可控/“活性”聚合是一种较新的合成方法,目前在高分子科学领域是一个研究的热点之一,主要的合成方法有:“活性”开环聚合、“活性”阴离子聚合、“活性”阳离子聚合、可逆加成一断裂链转移自由基聚合、原子转移自由基聚合和氮氧调控自由基聚合等。 本文采用氮氧稳定自由基聚合方法制备了聚苯乙烯(PS)、聚4-乙烯吡啶(P4-VP)和聚苯乙烯与聚4-乙烯吡啶嵌段共聚物(PS-b-P4-VP),聚合物的分子量、分子量分布以及结构分别用凝胶渗透色谱(GPC)和红外(IR)进行了表征。并用原子力显微镜(AFM)研究了PS-b-P4-VP对PS与P4-VP共混体系的增容性。结果表明:在氮氧稳定自由基(HTEMPO·)存在下,用过氧化苯甲酰(BPO)引发苯乙烯聚合,所制备聚苯乙烯的分子量分布在1.15-1.25范围;将该聚苯乙烯溶于4-乙烯吡啶,在135±2℃时可以继续引发4-乙烯吡啶进行聚合反应,且4-乙烯吡啶的聚合反应具有“活性”聚合的特征,共聚物的分子量分布在1.12-1.3范围,分子量在14000 g/mol～20000 g/mol范围内。IR谱图说明共聚物为嵌段共聚物。AFM结果说明所合成的嵌段共聚物PS-b-P4-VP是PS与P4-VP的良好增溶剂。 另外,本文采用氮氧稳定自由基聚合方法在单晶硅表面制备了聚苯乙烯、聚苯乙烯与4-乙烯吡啶无规共聚物以及聚苯乙烯与4-乙烯吡啶嵌段共聚物“刷子”,此方法分以下几步进行:(ⅰ)将3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷接枝到单晶硅表面,(ⅱ)以过氧化二苯甲酰(BPO)为催化剂,将2,2,6,6-四甲基哌啶N-氧基-1-羟基(HTEMPO·)引入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的末端,(ⅲ)在HTEMPO·存在下,苯乙烯和4-乙烯吡啶在单晶硅的表面进行“活性”自由基聚合反应,从而在单晶硅表面制备出聚苯乙烯与4-乙烯吡啶无规共聚物以及聚苯乙烯与4-乙烯吡啶嵌段共聚物“刷子”。可控/“活性”自由基聚合反应可以精确控制聚合物的分子量及其分布。光电子能谱(XPS)的测试结果表明,带有引发剂的烷氧基链已接枝到单晶硅表面。XPS和椭偏仪的测试结果表明,聚苯乙烯、聚苯乙烯与4-乙烯吡啶共聚物以及聚苯乙烯与4-乙烯吡啶共聚物以化学键的方式被锚接到了单晶硅上。接枝聚合物层的厚度可由反应时间控制。随着接枝时间的增加,表面趋于平坦。