含刚性侧链聚合物的聚合物刷：可控合成与性能研究

在本项目中我们选取通过可控聚合方法、设计合成一系列以刚性甲壳型液晶聚合物为侧链、主链为柔性/半刚性/刚性的聚合物刷作为研究对象。主要研究内容：1）研究刚性侧链聚合物和主链聚合物的结构、组成、功能性与聚合物刷体系的凝聚态结构，探索制备用传统技术难以获得的可调有序、多层次、多尺度纳米新型材料。2）利用甲壳型聚合物结构特点，系统研究聚合物刷分子结构和刚性侧基长度、直径、表面化学性质随外界化学物理环境变化的聚集态与在溶液中组装、高级有序结构构筑、功能和性能，考察外场（特别是电场）对链构象及凝聚态结构稳定性，探讨在化学生物荧光传感器中的潜在应用。3）根据聚合物刷结构特点，系统研究刚性侧链聚合物液晶相行为与聚合物刷自组装性质及流变性能之间的关系，发展制备器件功能化方面的理论方法和实验技术，探索这类特殊拓扑结构在光电器件等功能材料方面的潜在应用。本项目关于含刚性侧链聚合物的聚合物刷的研究国内外尚属空白。

本项目围绕含刚性聚合物侧链的聚合物刷的可控制备这一重大的科学难题，开展了系统的结构与性能研究。获得以下重要研究成果：（1）系统研究了聚合物拓扑结构（大侧基）对甲壳型聚合物液晶性等影响，发现了一些新的相结构和新现象，提出了相应解释，为聚合物刷功能化研究奠定了理论和实验基础；（2）系统地开展了刚/柔、刚/刚聚合物刷及刚/刚-刚(柔)/柔型共聚/嵌段共聚物的可控合成及其液晶相与微相分离结构之间关系的研究，建立了多种可控合成嵌段共聚物刷体系的方法，解决了功能性嵌段共聚物刷体系构筑方法学问题；（3）突破传统分子设计概念，提出了以甲壳型聚合物为刚性侧链聚合物，构建了多个功能性聚合物刷体系，开展了含刚性聚合物侧链的聚合物刷的分子结构与锂离子传导性等关系的系统研究，获得了在200 oC时聚合物刷膜锂离子传导率为1.58×10-3 S/c，探讨了在锂电池器件上的潜在应用，预示含刚性聚合物侧链的聚合物刷体系广阔的功能材料应用开发前景。通过本项目研究，在学术刊物上发表SCI学术论文26篇，其中Macromolecules (11)、Polymer Chemistry (4)、Polymer (2)、Journal of Polymer Science Part A-Polymer Chemistry (7)、Soft Matte (1)等。