Σύνθεση γραμμικών και αστεροειδών πολυμερών αποτελούμενα από συστάδες με υψηλή παράμετρο αλληλεπίδρασης Flory-Huggins χ

Abstract

Linear block copolymers were synthesized (P2VP-b-PLLA, PLLA-b-P2VP-b-PLLA, PLLA-b-PDMS-b-PLLA) with different Μw and compositions, as well as star copolymers ((PS)2(PGMA), (PS)3(PGMA)), in order to create nanodomains with different morphologies and dimensions and to study the effect of the macromolecular architecture at the microphase separation. These polymers are termed as “high χ” polymers. Due to high incompatibility, low molar mass polymers allow for the formation of very small sizes structures in microphase-separation, constituting useful materials in the microelectronics industry. The synthesis of the polymers was carried out by anionic polymerization and Ring Opening Polymerization (ROP). Size exclusion chromatography (SEC) and Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) were used for the molecular characterization of these polymers, while the microdomain morphologies were determined by Small-Angle X-ray Scattering (SAXS).

Σκοπό της διατριβής αυτής αποτελεί η σύνθεση και η μελέτη της αυτοοργάνωσης γραμμικών και αστεροειδών συμπολυμερών με υψηλή παράμετρο αλληλεπιδρασης Flory-Huggins, χ. Τα πολυμερή αυτά, λόγω της μικρής αναμιξιμότητας που παρουσιάζουν τα συστατικά τους, έχουν την δυνατότητα σε μικρά μοριακά βάρη να μπορούν να σχηματίζουν πολύ μικρές και καλά καθορισμένες δομές κατά το μικροφασικό διαχωρισμό. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση των γραμμικών δισυσταδικών συμπολυμερών πολυ(2-βινυλοπυριδίνης)-b-πολυ(l-λακτιδίου) (P2VP-b-PLLA) και των τρισυσταδικών πολυ(l-λακτιδίου)-b-πολύ(διμεθυλοσιλοξάνη)-b-πολύ(l-λακτιδίου) (PLLA-b-PDMS-b-PLLA), καθώς και γραμμικών και αστεροειδών συμπολυμερών πολύ(στυρένιο)-b-πολυ(μονομεθακρυλική γλυκερόλη), PS-b-PGMA, (πολυστυρένιο)2(πολυ(μονομεθακρυλική γλυκερόλη)), (PS)2(PGMA), και (πολυστυρένιο)3(πολυ(μονομεθακρυλική γλυκερόλη)), (PS)3(PGMA), σε διάφορες αναλογίες μοριακών βαρών των συστατικών τους. Χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές ζωντανού ανιοντικού πολυμερισμού για τη σύνθεση της P2VP, καθώς και για τη σύνθεση των αστεροειδών πολυμερών, ενώ η σύνθεση των PLLA πραγματοποιήθηκε με χρήση πολυμερισμού διάνοιξης δακτυλίου (Ring Opening Polymerization, ROP). Ο μοριακός χαρακτηρισμός των πολυμερών έγινε μέσω Χρωματογραφίας Αποκλεισμού Μεγεθών (Size Exclusion Chromatography, SEC) και Φασματοσκοπίας Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού Πρωτονίου (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, 1H-NMR). Τέλος, τίθενται τα αποτελέσματα που αφορούν τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά (μέγεθος, μορφολογία) των περιοδικών νανοδομών που σχηματίζουν στο τήγμα τα συμπολυμερή, μέσω σκέδασης ακτίνων Χ σε μικρές γωνίες (Small-angle X-ray Scattering, SAXS).