关于可聚合分子凝胶性质与聚合的研究

论文摘要

某些小分子有机化合物能在很低的浓度下（甚至低于1 w t%）使大多数有机溶剂凝胶化,使整个体系形成类似粘弹性液体或固体的物质,称为分子凝胶或有机凝胶。这类小分子化合物被称为Gelator （暂译为凝胶因子）。特别的,凝胶因子在水中形成的凝胶则称为水分子凝胶。凝胶因子能在溶剂中自发地聚集、自组装成有序结构,进而使整个体系凝胶化,这类凝胶是一种热可逆物理凝胶,是通过分子间氢键、π-π键、疏水力和范德华力等非共价键相互作用形成的,具有三维网络结构。本文通过分子设计,合成了4,4′-二（硬脂酰胺基）二苯甲烷凝胶因子,（BSDM）。BSDM 可使苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯等可聚合溶剂凝胶化,形成相应的分子凝胶。凝胶/溶胶相变温度（TGS）与BSDM 浓度有关,BSDM 质量分数越大,凝胶体系中分子间氢键和π-π键越多,要破坏它们所需要的能量越高,TGS因而也就越高。透射电镜结果表明,BSDM 在各种可聚合溶剂中通过分子间相互作用形成类似纤维状的聚集体结构,纤维束直径为50700 nm。BSDM 在可聚合溶剂聚合前后的偏光显微照片表明,BSDM 在可聚合溶剂中的晶型结构是球晶,其径向尺寸为0.2～0.7mm。而且BSDM 的球晶的形状、直径基本不受溶剂聚合的影响。在光学显微镜下,BSDM 以树枝状的聚集态结构出现。另外,本文还通过光学显微镜,表征了在温度变化条件下,凝胶因子聚集态结构的变化过程。在体系温度升高并达到此种凝胶的凝胶-溶胶相转变温度时,树枝状的聚集态结构消失,在降温过程中,树枝状结构又在稍低于TGS的温度出现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 传统聚合物凝胶制备与性能研究
• 1.3 聚合物凝胶结构与性能的研究
• 1.4 分子凝胶形成和稳定的物理条件
• 1.5 研究有机凝胶的常用技术
• 1.6 凝胶因子的种类
• 1.7 有机凝胶的应用
• 1.8 本课题的基本思想与主要内容
• 2 凝胶因子4,4′-二（硬脂酰胺基）二苯甲烷合成与其形成的分子凝胶的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 3 分子凝胶的热力学性能及凝胶因子聚集态结构的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录