立构嵌段聚合物的合成方法

高分子合成是高分子科学的基础,高分子合成中探索和开发新的催化体系、新的聚合方法来控制聚合物的微观结构进而赋予材料优异的物理化学性能是推动高分子科学向前发展的极其重要的研究课题.立构嵌段聚合物是一种特殊的聚合物,其各嵌段链是由相同的结构单元组成但各嵌段链构型不同,此类聚合物在性能上常常表现出类似于热塑性弹性体的性质.因此,立构嵌段聚合物的合成引起了人们的极大关注.本文综述了几大类立构嵌段聚合物(包括聚丙烯,聚双烯烃,聚丙烯酸酯以及聚乳酸等)的合成方法,并详细介绍了制备中所用的催化体系以及聚合机理.     

高分子结构与性能

正高分子科学是研究高分子的形成、化学结构与链结构、聚集态结构、性能与功能、加工及应用的科学.高分子材料是现代工业和高新技术产业的重要基石,已经成为国民经济的基础产业和国家安全不可或缺的重要保证.高分子科学与材料科学、信息科学、生命科学和环境科学等前瞻领域的交叉与结合,对推动社会进步、改善人们生活质量发挥着重要作用.例如:高分子科学与材料科学的学科交叉,建立了以塑料、橡胶和纤维三大高分子合成材料为代表的传统高分子工业;高分子科学与信息科学的学科交叉,产生了以光电磁功能高分子为代表的新兴学科领域-塑料光电子学;高分子科学与生命科学及环境科学的学科交叉,形成了以     

超支化聚合物研究最新进展

超支化聚合物由于具有高度支化的三维球状立体结构和众多的末端基团, 显示出与相应线型分子截然不同的性质, 如低黏度、良好的溶解性和大量可修饰的末端官能团等, 具有广泛的应用前景, 而且合成相对简单、成本低, 因此成为近年来聚合物科学领域的研究热点. 本文主要就超支化聚合物的结构、合成、性质和应用, 从传统结构和含有大π共轭结构的新型超支化聚合物两个角度比较全面地总结了这一领域在基础理论和应用研究方面的发展概况和最新进展; 着重介绍了超支化聚合物的结构、性质与其在新型功能材料如纳米材料、药物缓释剂、电致发光材料、传感材料等方面应用的内在关系, 并进一步提出了该领域的研究前景及尚待解决的问题.     

接枝高分子对纳米-生物界面黏附性能的调控

接枝高分子调控纳米-生物界面的黏附行为在生物医学领域具有广泛应用,相关研究也具有重要的理论意义,从而获得了持续的关注.本文对接枝高分子调控纳米-生物界面的黏附行为所涉及的物理化学机制进行了梳理.通过在纳米药物表面接枝聚合物,可以抑制生物小分子的随机吸附,从而减少蛋白冠厚度,减轻免疫反应,延长药物的体内循环时间.此外,聚合物接枝还能改变药物载体的表面结构性能,从而提高其在生理组织中的输运效率.本文涉及的机理分为两大类:界面物理和界面化学.前者主要关注微观结构和形态,可以通过接枝密度、接枝长度、链拓扑等进行调节.本文着重介绍了与接枝聚合物的高熵特性密切相关的两种物理机制:熵弹空间位阻和链段动力学.后一类机理通过特殊的化学基团实现,特别是官能团的亲疏水性.通过在接枝链上加入适当的化学基团修饰,可以获得更好的稳定性和更强的生物分子吸附抑制.此外,通过化学基团对温度、光照、pH的依赖性,可以对接枝聚合物涂层的生物黏附性能进行动态调节,实现对外部刺激响应智能化.本文有望为该领域未来的基础理论研究和先进材料开发提供参考.     

封面说明

正根据能源、环境、经济、消费者的需求,具有节油节能、环保、安全、长寿命的绿色轮胎迅速发展.作为绿色轮胎胎面材料,需要具有低滚动阻力、高耐磨和高抗湿滑性能,对橡胶原材料的结构与性能、增强填料的结构与性能、橡胶与填料的复合加工技术等提出更高的要求和新的挑战.面对国家需求与研究挑战,诸多研究者提出了解决方法,从分子水平上设计合成     

Br?nsted酸催化的2-萘偶氮邻位胺化反应

独特的分子结构和理化性质使得N-芳基咔唑类化合物在有机发光半导体(OLED)材料以及药物化学领域展现出了重要的应用潜力.因此,发展高效的、条件温和的合成策略实现N-芳基咔唑类骨架的构建具有十分重要的意义.传统过渡金属催化的N-芳基偶联策略需要芳烃原料的预官能化,同时副产物的产生也显著影响了该方法的合成效率.已报道的C-H/N-H脱氢偶联方法一般需要大量的氧化剂,而且存在反应条件剧烈、化学选择性差和底物普适性不足等诸多问题.本研究基于芳烃极性翻转策略,实现了一种Br?nsted酸催化的芳烃C-H胺化途径用于N-芳基咔唑的高效构建,该方法反应条件温和、原子经济性高,且避免了对于金属催化剂的依赖.实验结果表明,磷酸与底物间的氢键作用以及催化剂上大共轭芳香基团与底物间的π-π堆积作用对该转化的化学选择性调控起到了至关重要的作用.     

原位聚合技术制备纳米复合聚烯烃材料研究的现状与趋势

作为一种经济、有效的聚烯烃高性能化的途径, 聚烯烃的纳米复合改性应用前景广阔. 由于聚烯烃具有不同于大多数其他聚合物的以化学惰性为特征的结构特异性, 通过原位聚合手段实现纳米复合对聚烯烃具有特殊的意义. 本文综合介绍了以原位聚合技术实现聚烯烃纳米复合的研究进展, 着重分析了聚烯烃/蒙脱土纳米复合材料的研究现状, 明确提出了今后的研究发展方向.     

绿色轮胎用高性能丁二烯基橡胶合成技术进展

绿色轮胎在节能、环保、安全方面的优势使其成为当今世界轮胎的发展趋势.稀土(钕系)顺丁橡胶(Nd-BR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)是制造绿色轮胎胎面重要的合成橡胶原材料.本文主要介绍绿色轮胎发展现状、Nd-BR合成技术进展、工业化产品及新型丁二烯基共聚橡胶合成技术进展,着重介绍微观结构、拓扑结构及共聚组成对其加工性能、物理机械性能及动态力学性能的重要贡献,为制造绿色轮胎用高性能合成橡胶原材料提供参考.顺式结构含量在98%以上的Nd-BR具有更加优异的物理机械性能及动态力学性能,可有效降低轮胎生热、滚动功率损耗、压缩永久变形及终动压缩率,降低轮胎磨耗并延长轮胎寿命,更适用于制造绿色轮胎.长链支化结构Nd-BR可以改善生胶的抗冷流性能、加工性能及与填料的混合性能,进一步提高硫化胶的物理机械性能和动态力学性能.高顺式含量丁苯无规共聚弹性体及立构规整丁二烯/苯乙烯共聚物集高顺式聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶的优异性能于一体,综合性能提高,冰雪路面抓着力提高,滚动阻力下降,符合高性能绿色轮胎对合成橡胶原材料的要求.     

碳纳米管填充聚合物基导热复合材料的研究进展

电子器件的集成度不断提高,对相关的热管理系统提出了更高的要求.高导热材料在热管理领域起着重要的作用.高分子聚合物因其轻质、廉价、良好的绝缘性和加工性,已成为制备导热材料的热门选择.在聚合物中填充高导热的无机填料是提高导热性能的有效手段.碳纳米管是一种具有一维管状结构和优异热学性能的碳纳米材料,在填充型导热复合材料中具有广阔的应用前景.本文综述了以碳纳米管为导热填料提升聚合物基复合材料导热性能的可行措施,分析了碳纳米管的本征结构以及在聚合物基体中的分布状态对复合材料导热性能的影响.最后,总结了碳纳米管填充聚合物基复合材料研究中仍需解决的关键问题,并提出了未来研究方向.     

易加工、热稳定和高效发光的超支化聚苯的合成

开发发光高分子材料和制作全色有机显示器件一直受到学术界和工业界的极大关注．到目前为止，几乎所有发光高分子都是一维线性聚合物．三维非线性聚合物发光材料极少受到关注，尽管它们的可加工性、颜色可调性和电荷传输效率可大大优于同类的线性聚合物．我们最近通过炔的环三聚反应成功地合成了很多超支化聚苯，     

含钴酞菁聚芳醚酮降解三氯苯酚的催化性能

成功地合成了钴酞菁封端(T-PAEK-CoPc)和侧链悬挂钴酞菁的聚芳醚酮(S-PAEK-CoPc), 两种聚合物均具有良好的化学和热稳定性, 以及良好的溶解性, 并在可见光范围内具有较强的吸收. 研究了这两种聚合物作为高分子催化剂降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)的催化性能, 结果表明, 两种聚合物显示了良好的催化性能, 且S-PAEK-CoPc的催化效果比T-PAEK-CoPc更好, 反应7 h后三氯苯酚的降解率超过70%. 两种聚合物可以作为苛刻条件下降解三氯苯酚的催化剂.     

环境响应性含多肽杂化三嵌段聚合物的合成及其胶束化行为

采用聚环氧丙烷双氨丙基醚(NH₂-PPO-NH₂)作为大分子引发剂引发γ-谷氨酸苄酯-N-羧基内酸酐(BLG-NCA)开环聚合, 在碱性条件下通过水解脱保护反应, 合成了含多肽的全亲水性三嵌段聚合物PLGA-b-PPO-b-PLGA. 该聚合物同时具有pH和温度响应性的多重胶束化性质, 并且在胶束化过程中同时伴随着无规线团与α-螺旋结构之间的构象转变. 通过核磁共振谱(¹H NMR)、激光光散射(LLS)、变温透过率和圆二色谱(CD)等测试手段对该含多肽杂化三嵌段聚合物的胶束化行为进行了详细的研究.     

主链含乳糖基聚氨酯的合成

糖是一类具有重要生理功能的天然产物。主链中含有糖基的合成聚合物,是一种新型的功能高分子,兼有天然与合成聚合物的特性。 一般说,线型聚氨酯是由二异氰酸酯与二元醇反应制得。使用多官能基的试剂,则生成交联的聚合物。双糖分子中有八个羟基,其中两个是一级羟基,通常认为一级羟基     

表面粗化对IPMC人工肌肉性能的影响

离子聚合物金属复合材料(Ionic Polymer Metal Composite,IPMC)是由聚合物基底膜和金属电极复合而成的一种新型的离子型电致动材料.对基底膜进行表面粗化处理,改善聚合物基底和金属电极间交界面构筑方式是提高材料性能的重要方法.本文针对IPMC人工肌肉的制备提出了一种可控的基底膜定向表面粗化方法,基于UMT-2摩擦磨损试验机的线性往复运动设计了一套IPMC基底膜表面粗化装置.对比手工粗化,采用3种载荷对Nafion商业膜表面进行了机械粗化处理.对不同粗化条件获得的基底膜以相同的工艺制备IPMC,研究了不同粗化方法和条件对IPMC人工肌肉力和位移输出性能的影响.结果表明,机械粗化能够排除手工粗化过程中人为因素的影响,做到粗化加载的力度及方向性可控,使磨痕深浅均匀方向一致.相比手工粗化,通过机械粗化可以改善基底膜与电极层之间的构筑紧密程度,增加铂颗粒的吸附能力和沉积厚度,获得更为平整致密、裂隙均匀有序的表面电极,从而降低IPMC表面电阻,提升力和位移输出能力.致密且较厚的电极层同时可以阻挡一部分水分的泄露,延长IPMC有效工作的时间.该研究能够提升IPMC制备工艺的稳定性,为IPMC制备的标准化奠定基础,同时提高IPMC人工肌肉的驱动性能,对IPMC人工肌肉的进一步开发应用提供保障.     

2,6-薁和双噻吩酰亚胺共聚物的设计合成及载流子传输性能

本文通过聚合单体的理性设计和直接芳基化聚合策略,实现了薁基聚合物主链中薁单元偶极取向排列方式的精准调控,合成了3个基于2,6-薁和双噻吩酰亚胺的共轭聚合物P(AzBTPD-1)、P(AzBTPD-2)和P(AzBTPD-3),其主链中薁单元偶极排列方式分别为无规、偶极相反和偶极高度一致.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法对聚合物的光谱和电化学性质进行研究.基于3个聚合物的有机场效应晶体管(OFET)器件均表现出n-型半导体特性,其中薁单元偶极取向排列高度一致的聚合物P(AzBTPD-3)表现出最优的器件性能,电子迁移率可达0.027 cm²V^-1s^-1.本工作精准调控了2,6-薁共轭聚合物主链中薁单元偶极取向的排列方式,为薁基聚合物的合成化学和结构-性能关系研究提供了新思路.     

一种改进的双费歇尔关环法合成吲哚[3,2-b]咔唑

含咔唑的共轭聚合物在聚合物发光二极管、聚合物太阳能电池、聚合物场效应晶体管等方面具有广泛的应用,已经成为光电功能材料研究领域的热点之一.具有平面结构的、含咔唑的共轭单体是构筑高载流子迁移率的聚合物的理想构筑基元.本文报道了一种改进的双费歇尔关环合成吲哚[3,2-b]咔唑的方法,提出了反应可能的机理,该方法将吲哚[3,2-b]咔唑的产率由文献报道的最高值26%提高到了51%.通过将吲哚[3,2-b]咔唑的5和11位进行烷基化,提高了其溶解性,使得该模块在普通溶剂中具有良好的溶解性.此外,采用一种简单有效的合成路线进一步制备了该模块2,8位的有机硼试剂,有望使其在合成共轭高分子半导体材料方面得到广泛的应用.     

高压结晶聚乙烯的形态结构

60年代中期以来,用高压手段研究聚合物结构与性能一直是世界各国的热点,主要是针对聚乙烯、聚四氟乙烯等材料在0～0.70GPa压力范围内结晶的结构、形态、相图、伸直链(ECC)形成的机理与生长规律等方法进行了较深入的研究,取得了许多有意义的研究成果,发现了一大批新形态和新晶相,这些研究成果无疑是对高分子科学的重大贡献,构成了高分子形态学、结晶学、凝聚态物理的重要基础,也为高分子材料新的成型加工方法和新的应用领域指明了方向.     

白炭黑改性及其对橡胶应用性能的影响

白炭黑作为优异的补强填料,在橡胶材料领域有广泛的应用,但是白炭黑在聚合物基体中的分散性和相容性,一定程度上限制了其应用.近年来,随着绿色轮胎的发展,白炭黑结构设计和表面改性获得了广泛关注.本文总结了改性剂种类、改性工艺、结合方式等对白炭黑分散性和补强性的影响,并分析了用不同方式处理的白炭黑对硅橡胶和轮胎橡胶性能的影响.采用液相表面修饰方法是获得高性能、低成本白炭黑的有效途径之一,并可通过纳米二氧化硅参与橡胶聚合的原位合成技术获得具有多种结构的高性能橡胶材料.     

以离子液体为介质的纤维素均相衍生化

纤维素衍生物的均相合成一直是纤维素领域的研究热点之一.近年来,能够高效溶解纤维素的非质子型溶剂——离子液体的出现,为纤维素均相衍生化提供了一个崭新的、多用途的平台.以离子液体为介质,几乎所有人们熟知的纤维素衍生物(酯、醚、接枝聚合物等)都已经被合成出来;同时,一些新型、功能性纤维素衍生物和合成新技术不断涌现,以及均相酯化工业化的初步探索、农业废弃物的高值利用等,这些研究极大地拓展了纤维素资源的应用领域,促进了纤维素科学的发展.本文综述了以离子液体为介质的纤维素均相衍生化研究的最新进展.     

微孔晶体的晶化

从宏观和微观角度简要总结了微孔晶体晶化过程及晶化机理的研究,包括微孔晶体的成核与晶体生长(宏观角度)、晶化机理的主要观点、结构导向效应、研究微孔晶体晶化的主要技术手段及最新的研究思路和策略(微观角度).借鉴于致密晶体晶化行为的研究,微孔晶体的晶化过程分为成核与晶体生长两个阶段.在成核阶段,提出了晶核可以从液相(液相成核)、固相(固相成核)或固液相(双相成核)中成核,后被统一为"通用"成核机制.在晶体生长阶段,研究主要集中于生长模式.受制于当前较低分辨率和灵敏度的表征手段以及合成体系的复杂度,人们对晶体的成核与生长机制的认识还存在着极大的争议.在微孔晶体的晶化过程及晶化机理研究中,一项重要的内容是通过特定的表征手段确认在晶化过程中生成的小结构单元,包括色谱、电喷雾质谱、原位和非原位核磁共振、紫外拉曼光谱等.结合实验数据和理论计算可以确定一些单靠实验数据不能确认的结构单元.在微孔晶体的晶化过程中,结构导向剂起到了极其关键的作用.本文简要总结了结构导向剂的种类和导向的典型结构.最后介绍了新近提出的"反向进化"法,该方法可用于研究在晶化的早期阶段生成的小结构单元及晶化起点的结构.