二茂铁基聚合物是一类新型的功能高分子材料,在光、电、磁等方面表现出许多独特的性能,具有广泛的应用前景和重要的基础理论研究价值。然而,对二茂铁基聚合物的研究时间并不长,许多问题仍不清楚,许多规律仍没有掌握,例如在新型二茂铁基嵌段共聚物自组装形态的控制、自组装过程模型的建立及其电化学性能的研究及应用等许多方面需要深入研究。进一步弄清这些问题,将有助于丰富高分子化学与物理的理论,可为二茂铁基聚合物的应用提供基础数据。 本论文合成了1个系列、4种聚二茂铁二甲基硅烷-b-聚二甲基硅氧烷(PFS-b-PDMS),用NMR、GPC等对其进行了表征,确定了其组成和结构;研究了所合成的PFS-b-PDMS在选择性溶剂中的自组装行为,发现了共聚物的种类、组成和浓度及溶剂、温度、陈化时间、添加剂等对自组装形态影响的新规律,从而制得了球形、棒状、蠕虫状、囊泡、纳米管等多种形态的自组装体。结果表明当嵌段比大于6时可以形成纳米管,当嵌段比小于6时,一般获得球形自组装体;溶剂的改变一般是影响自组装体的大小;浓度除了影响自组装体的大小外,在高浓度时还可以形成复杂的“海胆状”自组装体;升高温度除了影响自组装体大小外,还容易导致自组装体的二次聚集;对体系进行陈化,则很容易导致自组装体的融合,产生“珍珠状”、甚至是“竹节型”纳米管的形态。采用循环伏安(CV)法,研究了PFS-b-PDMS膜的电化学行为,发现PFS-b-PDMS膜在水溶液和多种有机溶剂中的电极氧化还原过程为扩散控制的过程;在电极反应过程中只有小部分二茂铁单元发生反应;在氧化时有聚二茂铁鎓阳离子生成,同时阴离子和溶剂分子扩散进膜;膜在水溶液中是低溶胀的,在一些极性有机溶剂中是高溶胀的;不同分子结构的PFS-b-PDMS具有不同的电化学行为等新的现象和规律。 本论文通过引入树枝状分子进入聚二茂铁,合成了3个系列、7种新型线型-树枝状二茂铁基嵌段(接枝)聚合物(PFS-b-G_n、PFS-b-PDMS-b-G_n、PFS-g-G_n);用NMR、GPC等进行了表征,确定了其组成和结构:研究了所合成的线型-树枝状二茂铁基嵌段(接枝)聚合物在选择性溶剂中的自组装行为,发现了共聚物的种类和浓度及溶剂、温度、陈化时间等对自组装形态影响的新规律,从而制得了球形、棒状、囊泡等多种形态的自组装体。对于PFS-b-G_n而言,溶剂的改变可使得自组装体的大小发生变化;浓度的变化可以使其在实心和空心自组装体之间转变;升高温度有助于空心自组装体的形成;添加树枝状分子则有生成棒状自组装体的趋势;对于PFS-b-PDMS-b-G_n而言,浓度的增加使得其聚合物链段在自组装体中的相对位子反转导致新的自组装体的形成;温度的增加有助于空心自组装体的形成;对于PFS-g-G_n而言,一些条件的变化主要使得其自组装体的大小有所变化。采用CV法,研究了这些聚合物膜的电化学行为,发现树枝状分子的位阻、膜的溶胀度是影响膜电极过程的