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基于取代炔螺旋聚合物核/壳纳米粒子的制备

作　者: 刘晓青
导　师: 邓建平
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 聚乙炔光学活性螺旋二级结构核壳
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文首先合成了五种带有不同芳香类取代基的炔丙酰胺单体[HC≡CCH2NHCOR,R for M1：C6H4CH3；M2：C6H4CH2CH3；M3：C6H4(CH2)2CH3；M4：C6H4(CH2)3CH3；M5：C6H4C(CH3)3],这些单体在Rh催化剂[(nbd)Rh+B-(C6H5)4]的催化作用下进行配位聚合,得到了分子量适中的聚合物,这些聚合物的产率能达到90%-95%,并且顺式含量均大于95%。Poly(1)-poly(3)的在350nm处有UV-vis吸收峰,表明这三种聚合物可能形成了螺旋结构,但需要得到进一步实验证明。而poly(4)and poly(5)在300nm-500nm这个范围内没有UV-vis吸收峰,表明这两种聚合物在测试条件下没有形成螺旋结构。由于手性单体M6的均聚物在一定条件下可以形成稳定的螺旋结构,因此利用单体M6与M2共聚,所得共聚物能表现出很强的CD信号,并且随着单体组分的变化,CD信号有明显的变化,这表明相邻侧基之间的空间位阻以及协同效应对螺旋结构的形成有一定的影响。另外,在Rh催化剂[(nbd)Rh+B-(C6H5)4]的催化作用下,一种手性炔丙酰胺类单体在五种不同极性的溶剂(甲苯、三氯甲烷、四氢呋喃、二氯甲烷以及N,N-二甲基甲酰胺)中聚合,均可得到产率较高的聚合物。在这五种溶剂中对这些聚合物进行圆二色谱(CD)测试,发现聚合物分别在这五种溶剂中都可以形成稳定的螺旋结构,并且能表现出光学活性,即使在强极性溶剂DMF中都可以得到稳定的螺旋结构。这五种聚合物在同一溶剂中其CD和UV-vis谱图吸收峰的强度强度随分子量增大而增强；同一种聚合物在不同溶剂中的CD和UV-vis谱图吸收峰的强度变化规律与溶剂极性有关,即吸收峰的强度随溶剂极性的增大而减小。然后,本文还合成了一种新型的具有光学活性的核／壳纳米粒子,这种核／壳纳米粒子的核层是具有光学活性的取代乙炔螺旋聚合物,壳层为乙烯基聚合物。在同一体系中通过配位聚合及自由基聚合得到这种核／壳纳米粒子,且核层与壳层在多官能团单体的作用下交联,得到核／壳以化学键交联的核壳纳米粒子。这一课题不仅使配位聚合和自由基聚合在同一体系中发生,同时还使一种材料具备了光学活性与纳米这两种特性。

全文目录

学位论文数据集  4-5
摘要  5-7
ABSTRACT  7-15
第一章绪论  15-29
  1.1 螺旋聚合物的研究进展  15-20
    1.1.1 前言  15
    1.1.2 螺旋聚合物的发展历程  15-18
    1.1.3 螺旋聚合物的种类  18
    1.1.4 螺旋聚合物的合成方法  18-19
    1.1.5 螺旋聚合物的研究方法  19
    1.1.6 螺旋聚合物的研究现状及应用展望  19-20
  1.2 聚乙炔及其衍生物的研究进展  20-23
    1.2.1 前言  20-21
    1.2.2 前人的研究成果  21-23
  1.3 核壳乳液聚合的研究进展  23-27
    1.3.1 前言  23-24
    1.3.2 核壳结构的生成机理  24-25
    1.3.3 核壳乳液的制备方法  25
    1.3.4 核壳乳胶粒结构形态的影响因素  25-26
    1.3.5 核壳聚合物粒子结构的表征  26
    1.3.6 核壳复合乳液聚合的研究展望  26-27
  1.4 选题的目的和意义  27-29
第二章取代基对炔丙酰胺聚合物螺旋结构的影响  29-41
  2.1 实验试剂和仪器  29-30
    2.1.1 单体原料及试剂  29-30
    2.1.2 仪器  30
  2.2 实验部分  30-32
    2.2.1 铑金属催化剂的合成  30-31
    2.2.2 聚合反应  31-32
    2.2.3 聚合物二级结构的表征  32
  2.3 引言  32-33
  2.4 实验结果及讨论  33-40
  2.5 本章小结  40-41
第三章溶剂对炔丙酰胺类单体的聚合及聚合物二级结构的影响  41-57
  3.1 引言  41
  3.2 实验试剂和仪器  41-43
    3.2.1 单体原料及试剂  41-42
    3.2.2 仪器  42-43
  3.3 实验的结果与讨论  43-55
  3.4 本章小结  55-57
第四章具有光学活性的核/壳纳米粒子的制备  57-77
  4.1 引言  57-58
  4.2 实验试剂和仪器  58-60
    4.2.1 单体原料及试剂  58-59
    4.2.2 仪器  59-60
  4.3 实验内容  60-63
    4.3.1 单体的合成及表征  60-61
    4.3.2 核/壳乳液的合成及表征  61-63
  4.4 多官能团单体的表征  63-66
    4.4.1 单体的结构与性质  63-64
    4.4.2 单体成分及结构的表征  64-66
  4.5 聚合物的合成与表征  66-67
    4.5.1 聚合物的合成  66-67
    4.5.2 聚合物的测试表征  67
  4.6 核/壳乳液的合成与表征  67-75
  4.7 本章小结  75-77
第五章双取代炔单体的聚合反应  77-83
  5.1 前言  77-78
  5.2 双取代聚炔的应用及前景  78
  5.3 选题的目的及意义  78
  5.4 实验试剂和仪器  78-79
    5.4.1 单体原料及试剂  78-79
    5.4.2 仪器  79
  5.5 实验结果及讨论  79-82
  5.6 本章小结  82-83
第六章结论  83-85
参考文献  85-89
致谢  89-91
研究成果及发表的学术论文  91-93
作者简介  93-95
导师简介  95-96
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  96-97

基于取代炔螺旋聚合物核/壳纳米粒子的制备

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