利用團聯式共聚高分子與八官能基修飾之多面體矽氧烷寡聚體(POSS)製備有機/無機奈米混成之研究

Abstract

雙團聯式共聚高分子(diblock copolymer)可經由自組裝成具有長程規則排列的微結構(如層狀結構、六面堆積之圓柱、體心立方堆積之圓球等)。本研究藉由改質多面體聚矽氧烷寡聚體(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane，POSS)將其導入至雙團聯式共聚高分子中，製備有機/無機奈米混成系統，並藉由修飾之官能基選擇性地與共聚高分子特定鏈段相容而造成微相分離形態的改變。 在此以開環聚合及氮氧媒介聚合方式合成了兩種團聯式共聚高分子PCL-b-P4VP、PS-b- P4VP，以及兩種八官能基修飾之OP-POSS、OS-POSS，分為PCL-b-P4VP混摻OP-POSS以及PS-b-P4VP混摻OS-POSS、OP-POSS兩部份探討。PCL-b-P4VP混摻OP-POSS的系統中，OP-POSS與兩鏈段皆有氫鍵作用，藉由一維及二維紅外線光譜探討其中不同形式之氫鍵強度與作用順序，並且以XRD與DSC的分析證明氫鍵是破壞PCL鏈段結晶與微相分離的因素；由非等溫結晶動力學實驗中證明形態的轉換，且以TEM證明微相分離形態由層狀結構轉換至圓柱狀結構。PS-b-P4VP分別混摻OP-POSS、OS-POSS的系統中，DSC證明OS-POSS相容於PS，OP-POSS相容於P4VP；以紅外線光譜確認OP-POSS與P4VP鏈段的氫鍵鍵結；同樣地在TEM圖中觀察到混摻兩種POSS皆有為相分離形態轉換之現象。