首页> 正文

环状拓扑聚合物的合成与表征

2020-12-07阅读(987)

环状拓扑聚合物的合成与表征

论文摘要

环状聚合物包括单环和多环聚合物,是一类具有特殊拓扑结构的聚合物,具有不同于支化聚合物的特殊性质,引起了人们广泛的关注。由于合成困难,目前只有少数关于环状聚合物的报道,且这些报道大部分是关于单环聚合物的合成与表征,关于复杂环聚合物的研究非常少。在已经报道的环状聚合物的研究中,最常用的方法是在特定位置上带有可以反应的基团的线形前驱体,在极稀浓度下,进行分子内的关环反应,这些前驱体的合成都是基于阴离子或者阳离子聚合技术,往往需要苛刻的实验条件,可选择的单体种类有限。活性自由基聚合技术和点击反应为合成各种特殊结构的聚合物,如嵌段、接枝、星形、环形、超支化聚合物提供了有效的手段。在前人工作的基础上,本论文在环状拓扑结构聚合物的合成上进行了有意义的拓展:首先制备了一系列多官能团引发剂,通过可控活性自由基聚合和开环聚合制备了一系列在特定位置上带有炔基（叠氮）的线形或者星形聚合物,在极稀浓度下,进行分子内的关环反应,制备了蝌蚪形,数字8形,杂化数字8形和θ形等环状聚合物,并对其性质进行了初步的研究。具体研究结果简述如下:1.采用RAFT聚合和点击化学相结合,成功制备了两亲性蝌蚪形聚合物,即线形PNIPAAM-b-环状聚苯乙烯。首先,采用RAFT聚合制备了在聚苯乙烯链段带有端炔基、在两嵌段中间带有叠氮基团的两嵌段聚合物;然后,该嵌段聚合物在极稀浓度下,发生分子内关环反应,制备了两亲性蝌蚪形聚合物。研究了蝌蚪形聚合物和线形前驱体的表面性质的差别,发现水滴在蝌蚪形聚合物表面的接触角大于其在相应的线形两嵌段聚合物表面的接触角。2.发展了一种制备分子量可控、分子量分布窄的数字8形聚合物的方法。合成过程为:1.通过原子转移自由基聚合和端基转化制备了在聚合物链两端带有两个叠氮基团、在聚合物中间带有两个炔基的四官能团聚苯乙烯;2.通过在极稀浓度下,进行分子内点击反应,制备了一系列不同分子量的数字8形聚苯乙烯。用DSC对其玻璃化转变温度进行了测试,发现数字8形的聚苯乙烯的玻璃化转变温度大于和其同等分子量的线形前驱体的玻璃化转变温度。3.成功制备了由聚苯乙烯和聚己内酯组成的杂化数字8形共聚物。首先,通过原子转移自由基聚合和开环聚合制备了在聚苯乙烯链段带有端溴、在聚己内酯链段带有端羟基的四臂星形聚合物;然后,分别把羟基转换成炔基,把溴转化成叠氮;最后,通过四臂星形聚合物在极稀浓度下,进行分子内的两步点击反应,得到了杂化数字8形共聚物。对其热性质和结晶行为分别用DSC和偏光显微镜进行了研究。发现环状结构导致数字8形聚合物中PCL链段的链段运动受阻,其结晶度和结晶速度都小于星形聚合物中PCL链段。4.成功制备了环状聚苯乙烯-b-环状聚己内酯。合成过程为:1.制备带有两个炔基、一个溴、一个羟基的四官能团引发剂;2.以其为引发剂进行原子转移自由基聚合苯乙烯、开环聚合己内酯和端基转化制备了在两个聚合物链段各带有一个端叠氮基团、在聚合物链段中间带有两个炔基的两嵌段聚合物,N3-PCL-（CH≡C）2-PS-N3;3.通过在极稀浓度下,进行分子内关环反应制备了环状聚苯乙烯-b-环状聚己内酯。用DSC研究其热性质,发现环状结构降低了PCL的结晶能力。5.发展了一种制备分子量可控、分子量分布窄的θ形共聚物的方法。首先,通过开环聚合、原子转移自由基聚合和端基转化制备了在PCL链段带有两个端炔基、在两个聚苯乙烯链段分别带有一个端叠氮基团的AB2杂臂星形聚合物,α,α’-diacetylene-PCL)（ω-azido-PS）2;然后,在极稀浓度下,进行分子内两步点击反应,成功制备了一系列不同分子量的θ形共聚物。用DSC对热性质进行了研究,发现由于θ形共聚物中PCL链段受到两个PS链段的限制,其与星形聚合物相比结晶能力降低。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 环状聚合物的研究与进展
  • 1.1.1 环状聚合物的发展和现状
  • 1.1.2 单环聚合物的合成方法
  • 1.1.3 复杂环状聚合物的合成方法
  • 1.2 活性自由基聚合及其应用
  • 1.2.1 活性聚合的特点及其发展
  • 1.2.2 原子转移自由基聚合
  • 1.2.3 可逆加成-裂解-链转移活性自由基聚合
  • 1.2.4 Iniferter自由基聚合
  • 1.2.5 稳定自由基活性聚合
  • 1.3 点击反应及其应用
  • 1.3.1 点击反应的概念
  • 1.3.2 点击反应的特征
  • 1.3.3 点击反应的类型
  • 1.3.4 点击反应在高分子合成中的应用
  • 1.5 本论文的设计思想
  • 参考文献
  • 第二章 两亲性蝌蚪形共聚合物的制备
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 原料和试剂
  • 2.2.2 仪器与表征
  • 2.2.3 2-叠氮-1-乙醇的制备
  • 2.2.4 2-溴异丁酸丙炔醇酯的制备
  • 2.2.5 丙炔基异丁基二硫代苯酯（PiBDB）的制备
  • 2.2.6 以PiBDB为链转移剂RAFT聚合苯乙烯
  • 2.2.7（CH≡C-PS-SC（S）Ph）和马来酸酐的反应
  • 2.2.8 以CH≡C-PS-MAh-SC（S）Ph为大分子链转移剂聚合NIPAAM
  • 2.2.9 CH≡C-PS-MAh-PNIPAAM和2-叠氮-1-乙醇的反应
  • 3-PNIPAAM的关环反应'>2.2.10 线形CH≡C-PS-N3-PNIPAAM的关环反应
  • 2.3 结果与讨论
  • 3-PNIPAAM的制备'>2.3.1 线性两嵌段聚合物CH≡C-PS-N3-PNIPAAM的制备
  • 2.3.2 在极稀浓度下的分子内关环反应
  • 2.3.3 在聚合物膜表面水滴的接触角
  • 2.4 结论
  • 参考文献
  • 第三章 利用ATRP和点击化学制备8字形聚苯乙烯
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 原料和试剂
  • 3.2.2 四官能团ATRP引发剂（1）的制备
  • 3.2.3 ATRP聚合苯乙烯
  • 3.2.4 在ω,ω'位二叠氮取代的在聚合物中间带有两个炔基的苯乙烯（3）的制备
  • 3.2.5 数字8形聚苯乙烯的制备
  • 3.2.6 仪器与表征
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.4 结论
  • 参考文献
  • 第四章 杂化数字8形共聚物的合成与表征
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 原料和试剂
  • 4.2.2 3-甲酰氯-丙酸丙炔醇酯制备
  • 4.2.3 四官能团引发剂（1）的合成
  • 2（PS-Br）2（3）'>4.2.4 通过ATRP聚合来制备（OH）2（PS-Br）2（3）
  • 2（PS-Br）2（4）的合成'>4.2.5 星形共聚物S（PCL-OH）2（PS-Br）2（4）的合成
  • 2（PS-N3）2（5）的合成'>4.2.6 星形共聚物S（PCL-C≡CH）2（PS-N3）2（5）的合成
  • 4.2.7 杂化数字8形共聚物（6）的合成
  • 4.2.8 仪器与表征
  • 4.3 结果与讨论
  • 2（PS-Br）2的制备'>4.3.1 星形聚合物（PCL-OH）2（PS-Br）2的制备
  • 2（PS-N3）2的制备'>4.3.2 星形聚合物（PCL-C≡CH）2（PS-N3）2的制备
  • 4.3.3 杂化数字8形共聚物的制备
  • 4.3.4 热性质
  • 4.3.5 用偏光显微镜研究结晶速度
  • 4.4 结论
  • 参考文献
  • 第五章 环状-b-环状聚合物的合成与表征
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验部分
  • 5.2.1 原料和试剂
  • 5.2.2 仪器与表征
  • 5.2.3 3-羧酸-丙酸丙炔醇酯（1）的制备
  • 5.2.4 3-甲酰氯-2-溴丙酸丙炔醇酯（3）的制备
  • 5.2.5 四官能团引发剂（4）的合成
  • 2（PS-Br）（5）'>5.2.6 ATRP苯乙烯制备（OH）（C≡CH）2（PS-Br）（5）
  • 2（PS-Br）（6）'>5.2.7 开环聚合己内酯制备嵌段聚合物（PCL-OH）（C≡CH）2（PS-Br）（6）
  • 3）（C≡CH）2（PS-N3）（8）'>5.2.8 制备嵌段聚合物（PCL-N3）（C≡CH）2（PS-N3）（8）
  • 5.2.9 制备环状聚苯乙烯-b-嵌段环状聚己内酯（9）
  • 5.3 结果与讨论
  • 2（PS-Br）（6）'>5.3.1 制备嵌段聚合物（PCL-OH）（C≡CH）2（PS-Br）（6）
  • 3）（C≡CH）2（PS-N3）（8）'>5.3.2 制备嵌段聚合物（PCL-N3）（C≡CH）2（PS-N3）（8）
  • 5.3.3 环状聚苯乙烯-b-环状聚己内酯的制备（9）
  • 5.4 结论
  • 参考文献
  • 第六章 θ形聚合物的合成与表征
  • 6.1 引言
  • 6.2 实验部分
  • 6.2.1 原料和试剂
  • 6.2.2 3-酞氯-丙酸丙炔醇醋（2）的制备
  • 6.2.3 三官能团引发剂（3）的制备
  • 2-PCL-OH（4）'>6.2.4 通过CL的开环聚合制备（CH≡C）2-PCL-OH（4）
  • 2-PCL-Br2（5）的制备'>6.2.5（CH≡C）2-PCL-Br2（5）的制备
  • 2-PCL-（PS-Br）2'>6.2.6 通过原子转移自由基聚合苯乙烯制备（CH≡C）2-PCL-（PS-Br）2
  • 2-PCL-（PS-N3）2（6）的制备'>6.2.7 星形聚合物（CH≡C）2-PCL-（PS-N3）2（6）的制备
  • 6.2.8 θ形共聚物（7）的制备
  • 6.2.9 仪器与表征
  • 6.3 结果与讨论
  • 2-PCL-OH（4）的制备'>6.3.1（CH≡C）2-PCL-OH（4）的制备
  • 2-PCL-（PS-N3）2的制备'>6.3.2（CH≡C）2-PCL-（PS-N3）2的制备
  • 6.3.3 θ形共聚物（7）的制备
  • 6.4 结论
  • 参考文献
  • 第七章 结论
  • 致谢
  • 在读期间发表的学术论文
  • 会议论文

    • 相关论文文献

    • [1].使用亚苄基山梨醇成核剂制备无定形的聚合物泡沫的组合物[J]. 乙醛醋酸化工 2019(12)
    • [2].科学家研发新聚合物 或可用于自我修复电池[J]. 军民两用技术与产品 2020(01)
    • [3].基于天然萜类的可持续性聚合物[J]. 高分子学报 2020(03)
    • [4].用于桥梁基桩的化学聚合物泥浆的性能研究[J]. 筑路机械与施工机械化 2019(12)
    • [5].离子液体聚合物的合成及应用研究进展[J]. 合成技术及应用 2020(01)
    • [6].无色分散剂在聚合物多元醇中的应用研究[J]. 聚氨酯工业 2020(02)
    • [7].配制水对抗盐聚合物粘度的影响因素研究[J]. 化工管理 2020(12)
    • [8].驱油用聚合物水解度测定方法的改进[J]. 化学工程与装备 2020(05)
    • [9].基于固有微孔聚合物的高性能锂金属负极保护膜的构造[J]. 化工新型材料 2020(06)
    • [10].基于聚合物复合物的自修复与可修复聚合物材料[J]. 高分子学报 2020(08)
    • [11].地质聚合物在重金属处理中的应用进展[J]. 精细化工 2020(07)
    • [12].冷封聚合物分散体的使用[J]. 乙醛醋酸化工 2020(07)
    • [13].高温高盐油藏驱油聚合物的合成及应用[J]. 化学反应工程与工艺 2019(05)
    • [14].聚合物转化陶瓷3D打印技术研究进展[J]. 陶瓷学报 2020(02)
    • [15].两性聚合物在皮革中的应用研究进展[J]. 皮革科学与工程 2020(05)
    • [16].阻燃聚合物的研究进展[J]. 化工新型材料 2020(10)
    • [17].工业废渣地聚合物注浆材料组分及性能增强的研究进展[J]. 材料导报 2020(19)
    • [18].环糊精聚合物的合成及应用研究[J]. 精细化工 2019(12)
    • [19].2025年印度塑料出口将占全球3%[J]. 塑料工业 2018(04)
    • [20].聚合物粉末床融合技术将成为3D打印领域增长最快的领域[J]. 山东化工 2018(16)
    • [21].有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的研究进展[J]. 材料导报 2017(05)
    • [22].半柔性管状聚合物的微结构化蠕虫链模型（英文）[J]. 兰州大学学报(自然科学版) 2017(02)
    • [23].多省并醌聚合物的合成与表征[J]. 塑料科技 2017(07)
    • [24].粉煤灰粒径对地质聚合物孔结构及性能的影响[J]. 非金属矿 2017(05)
    • [25].粉煤灰基地质聚合物/水泥复合材料的力学性能[J]. 武汉理工大学学报 2015(07)
    • [26].铁尾矿-粉煤灰基地质聚合物的制备及性能研究[J]. 商洛学院学报 2016(02)
    • [27].抗菌聚合物的研究进展[J]. 工程塑料应用 2016(06)
    • [28].刺激响应聚合物在金纳米粒子催化体系中的应用[J]. 化学进展 2016(07)
    • [29].2015'中国聚合物应用趋势发展论坛[J]. 聚氨酯 2015(02)
    • [30].两性聚合物的研究进展[J]. 化工管理 2015(10)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    环状拓扑聚合物的合成与表征
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5