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基于取代炔螺旋聚合物分子复合膜的设计与制备

作　者: 张添竹
导　师: 邓建平
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 螺旋聚合物分子复合膜聚炔丙基酰胺聚炔丙基脲聚炔丙基磺酰胺拉伸
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 31次
引　用: 2次
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内容摘要

单手性螺旋聚合物具有旋光性,属于旋光性高分子。从结构上看,旋光性高分子带有不对称因素,或因含有带手性原子的基团而具有构型上的不对称性,或因形成相对稳定的单向螺旋链而具备构象上的手性,这些不对称因素赋予这些高分子旋光性能,使通过它的偏振光发生偏转。近来,人们已经注意到这种具有手性特征的高分子在光电性能方面显示出独特的性质。由于旋光性聚合物通过结构设计可以实现在外界条件控制下构象的可逆转变,因此有望在光学开关领域取得应用。本论文首先合成了2种新的炔丙酰胺单体(M1、M2),通过红外、核磁和元素分析等方法对单体进行了表征。利用铑催化剂对单体实施(共)聚合反应并得到了聚合物;用紫外-可见光谱(UV-vis)和圆二色光谱(CD)仪对聚合物的二级结构进行表征。M1和M2聚合成聚合物P1和P2都具有螺旋构象,而且随着温度降低,螺旋含量增加,P1的紫外吸收峰在320nm附近,P2的紫外吸收峰在390nm附近。这两者的共聚物随着M1的含量增加,紫外峰从390nm移到了320nm附近。基于上述及以前的研究成果,以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为基体,将具有螺旋结构的聚合物P3、P4、P5、P6加入PVB中制备分子复合膜。P3为非手性聚炔丙基酰胺,没有旋光性,但P3/PVB膜拉伸后就显示出旋光性。P3/PVB膜单向拉伸后,经测试具有负的CD信号,双向垂直拉伸后,经测试具有正的CD信号,旋光性随着拉伸程度的增强而增大。单向拉伸过的P3/PVB膜,其旋光性在温度改变时会发生一定规律性的变化。P4为非手性炔丙脲,没有旋光性。P4/PVB膜单向拉伸后,表征它具有正的CD信号,且随着拉伸程度的增大旋光性增强。我们发现通过拉伸螺旋聚合物的分子复合膜来能够控制螺旋聚合物手性选择的方法。P5、P6分别为手性聚炔丙磺酰胺和聚炔丙脲,具有旋光性,制备成膜并经拉伸后,随着拉伸程度的增加,其旋光性降低。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
第一章绪论  14-32
  1.1 前言  14-16
  1.2 螺旋聚合物的发展过程  16-19
  1.3 螺旋聚合物的分类  19-24
  1.4 螺旋聚合物的合成方法  24-26
  1.5 螺旋聚合物的表征  26
  1.6 分子复合材料/膜的制备方法  26-30
    1.6.1 溶液共混共沉淀法  26-27
    1.6.2 预聚体共热亚胺化法  27
    1.6.3 原位复合法  27-28
    1.6.4 原位聚合法  28-29
    1.6.5 嵌段或接枝共聚法  29-30
  1.7 螺旋聚合物的应用及进展  30-31
  1.8 本课题的目的及意义  31-32
第二章炔丙酰胺类螺旋大分子的设计合成及二级结构表征  32-46
  2.1 引言  32
  2.2 实验试剂  32-33
  2.3 主要实验仪器  33
  2.4 单体合成  33-34
  2.5 催化剂的合成(铑催化剂)  34-35
  2.6 POLY(N-PROPARGYLAMIDES)的合成  35-37
    2.6.1 聚合方法  35-36
    2.6.2 均聚物、共聚物聚合实验步骤  36-37
  2.7 表征手段  37
    2.7.1 单体表征手段  37
    2.7.2 聚合物表征手段  37
  2.8 结果及讨论  37-45
    2.8.1 单体表征结果及讨论  37-38
    2.8.2 均聚物和共聚物红外表征结果  38
    2.8.3 均聚物和共聚物分子量及分布表征结果  38-39
    2.8.4 均聚物二级结构表征  39-41
    2.8.5 共聚物二级结构表征  41-45
  2.9 本章总结  45-46
第三章分子复合膜的制备  46-66
  3.1 引言  46
  3.2 实验试剂  46-47
  3.3 主要实验仪器  47
  3.4 分子复合膜的制备步骤  47-48
  3.5 复合膜的红外表征  48
  3.6 非手性分子复合膜的二级结构表征结果及讨论  48-60
  3.7 手性分子复合膜的二级结构表征结果及讨论  60-65
  3.8 本章结论  65-66
第四章结论  66-68
参考文献  68-76
致谢  76-78
研究成果及发表的学术论文  78-80
作者简介  80
导师简介  80-81
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  81-82

基于取代炔螺旋聚合物分子复合膜的设计与制备

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