核磁共振技术在高分子化学中的应用

论文摘要

本文主要用核磁共振（NMR）分析方法,讨论了几种乙烯基聚合物的合成条件,并对聚合物结构和大分子运动情况进行了分析。包括对氯化聚乙烯（CPE）60Coγ射线辐照效应的研究,微波法聚合丙烯酰胺（AM）的探讨,分别用热引发与紫外光引发的丙烯酰胺（AM）-甲基丙烯酸（MAA）共聚产物的结构分析,紫外引发聚乙烯醇（PVA）接枝丙烯酰胺（AM）的NMR研究。首先,用1H NMR,13C NMR谱,二维谱,FTIR光谱等方法研究了氯化聚乙烯（CPE）在室温下限量空气中经60Coγ射线辐照后的辐射效应。其次,用FTIR光谱,1H NMR谱,质子弛豫时间等方法对丙烯酰胺（AM）水溶液在微波照射下的聚合反应行为进行了研究,讨论了丙烯酰胺聚合转化率随溶液浓度、辐照时间的变化趋势,以及溶液浓度、照射时间等因素对聚合物链运动的影响情况。第三,用两种不同方法合成了丙烯酰胺（AM）-甲基丙烯酸（MAA）共聚物,并对合成条件及最后产物进行简单比较。首先,用FTIR光谱,1H NMR谱,质子弛豫时间等方法研究了在热引发条件下甲基丙烯酸和丙烯酰胺的共聚合行为,讨论了丙烯酰胺（AM）,甲基丙烯酸（MAA）在不同配比、不同反应时间条件下的共聚合转化率,以及单体配比与聚合物链运动的关系。其次,运用1H NMR谱, 13C NMR谱, DEPT谱,gHMQC, gHMBC二维谱和质子弛豫时间等方法研究了在紫外光辐照条件下丙烯酰胺（AM）-甲基丙烯酸（MAA）共聚合反应,讨论了AM-MAA共聚合反应时间与转化率的关系、共聚单体的连接方式、共聚物序列结构以及不同辐照时间下形成的共聚物链运动。最后,用1H NMR谱,二维谱,质子驰豫时间,FTIR等方法研究了在紫外光辐照条件下聚乙烯醇（PVA）接枝丙烯酰胺（AM）的情况,讨论了单体配比及辐照时间对聚乙烯醇接枝丙烯酰胺接枝率的影响,以及聚合物链运动与配比的关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1 聚合物辐射效应
• 1.1 辐射加工技术
• 1.2 聚合物的辐射引发效应
• 1.3 辐射交联
• 1.4 辐射改性技术
• 1.5 辐射加工制备高性能高分子材料
• 1.6 辐射降解的应用
• 1.7 空间技术中应用的聚合物材料与辐射效应
• 1.7.1 空间辐射
• 1.7.2 空间技术中应用的聚合物材料
• 1.8 辐射化学前景
• 2 核磁共振技术简介
• 2.1 核磁共振基本原理
• 2.2 共振条件及射频场作用
• 2.3 核磁共振检测的几个基本参数
• 2.3.1 化学位移
• 2.3.2 偶合常数
• 2.3.3 弛豫时间
• 2.4 纵向弛豫时间与反转恢复实验
• 2.5 横向弛豫时间和自旋回波实验
• 2.6 运动相关时间和弛豫时间的关系
• 3 核磁共振在高分子科学中的应用
• 4 本论文的设想及主要工作
• 第二章 氯化聚乙烯辐照效应
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 样品和辐照
• 2.2 仪器及测试条件
• 3 结果与讨论
• 1H NMR 谱分析'>3.1 CPE 辐照前后的变色情况及¹H NMR 谱分析
• 13C NMR 和gHSQC 谱分析'>3.2 CPE 辐照前后的¹³C NMR 和gHSQC 谱分析
• 3.3 辐照前后样品的FTIR 分析
• 3.4 CPE 样品辐射前后氯含量的变化
• 3.5 CPE 样品辐照前后的大分子运动
• 4 结论
• 第三章 微波聚合丙烯酰胺的NMR 研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 聚合物的合成
• 2.3 仪器及测试条件
• 3 结果与讨论
• 3.1 红外谱图分析
• 3.2 单体浓度与聚合转化率的关系
• 3.3 反应时间与聚合转化率的关系
• 3.4 共聚物大分子运动分析
• 4 结论
• 第四章 丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物结构的NMR 研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 共聚物合成及共聚方式
• 2.2 仪器及测试条件
• 3 结果与讨论
• 3.1 热引发聚合丙烯酰胺-甲基丙烯酸形成聚合物分析
• 3.1.1 红外谱图分析
• 1H NMR 谱分析'>3.1.2 共聚物¹H NMR 谱分析
• 1H NMR 谱分析'>3.1.3 不同反应时间下共聚物的¹H NMR 谱分析
• 3.1.4 共聚物大分子运动分析
• 3.2 紫外引发丙烯酰胺-甲基丙烯酸形成聚合物分析
• 1H NMR 谱分析'>3.2.1¹H NMR 谱分析
• 3.2.2 DEPT 谱及核磁共振二维谱分析
• 3.2.3 共聚物序列结构分析
• 3.2.4 共聚物大分子运动分析
• 4 结论
• 第五章 聚乙烯醇接枝丙烯酰胺的NMR 研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 样品与UV 光辐照条件
• 2.2 接枝样品配制
• 2.3 仪器及测试条件
• 3 结果与讨论
• 3.1 接枝物PVA-g-AM 红外谱图分析
• 1H NMR 谱分析'>3.2 不同配比样品的¹H NMR 谱分析
• 1H NMR 谱分析'>3.3 不同辐照时间的样品的¹H NMR 谱分析
• 3.4 接枝率分析
• 3.5 大分子运动分析
• 4 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢