收藏本站
《中国科学院研究生院(理化技术研究所)》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

新型功能性环糊精包结络合物及高分子方面的应用

李姝静  
【摘要】: 目前保护环境减少污染越来越成为全社会关注的问题,发展环境友好化的水溶液方法取代传统有机溶剂的工业生产改革势在必行。环糊精的包结作用在这方面提供了一条很有效的路径,通过合适的环糊精包结作用可以将疏水性的化合物转变为水溶性产物,而不必经过任何的化学修饰。本论文工作旨在利用环糊精包结络合作用,发展水溶性聚合物方面的新材料和新技术。 1.通过甲基环糊精(Me-β-CD)和油溶性光引发剂安息香双甲醚(DMPA)包结络合作用,制备得到了新型光活性包结物(IC-1),主客体分子组成比2:1,具有良好的水溶性和稳定性。对比研究结果表明包结物IC-1保持了DMPA原有的光化学活性和光聚合引发效果。研究了包结络合物IC-1光化学反应和引发光聚合反应动力学,发现环糊精包结作用对反应过程存在一定程度影响,使得凸显笼效应。得到IC-1包结络合物引发AM光聚合的动力学方程为: Rp= K[IC-1]0.62[M]1.37[I]0.5[Me-β-CD]0,并提出了反应机制和测定了反应量子效率。 2.通过Me-β-CD和非水溶性碘鎓盐DPI的包结络合作用,合成了水溶性光活性包结物(IC-2),主客体组成比为2:1,缔合常数为9.2×104 (L/mol)2。对比研究发现环糊精包结络合对碘鎓盐DPI光化学具有显著增效作用,由于环糊精的H给体作用,使直接光解具有更高的光生酸能力;由于CD包结络合产生的分子邻近效应,使光敏光解产生更快的电子转移反应速度。光敏聚合动力学结果表明染料敏化的IC-2体系具有很高的引发聚合效果,适用于水介质光聚合反应体系。通过以上代表性实例证明,表明采用这种CD包结络合技术为制备水溶性产品提供了简便有效的生产途径。 3.利用超分子技术进行分子组装,得到包含甲基环糊精(Me-β-CD)、光敏剂(FL)和引发剂(DPI)的新型三元络合物(IC-3)。应用稳态和动态荧光光谱研究了三元络合物形成过程和相互作用,发现在水溶液中存在快速的静态淬灭和慢速的动态淬灭二种方式,而在聚合物膜中仅存在静态淬灭,淬灭效果随络合物的形成而增长,应用修订的Stern-Volmer方程分析了络合物形成过程,得到缔合常数Ka为145 L/mol。 研究了三元络合物(IC-3)体系的光化学反应,发现在聚合物膜中给体FL和受体DPI的电子转移过程和随后的光化学反应速度及量子效率完全取决于络合物的形成,反应遵循单线态分子内电子转移机制,具有很高的反应性和自由基生成效率。IC-3引发光聚合实验表明,转化率瞬间(≤10 s)可达到最大值。应用飞秒钛宝石激光器,800 nm激光作用下研究了三元络合物(IC-3)在可聚膜中的双光子聚合引发作用,聚合反应结果表明IC-3络合物是一种有效的水溶性双光子自由基聚合引发剂,采用IC-3为引发剂的双光子聚合成像体系,制作得到线宽为500 nm的微结构。 从以上结果值得指出,利用提高光化学自由基生成效率可以弥补商品双光子引发剂吸收截面小的不足,从而拓宽了获得具有实用意义的双光子引发体系的途径。 4.利用甲基环糊精的包结作用,实现了水溶性单体和疏水性单体的水溶液均相共聚合。应用该方法合成了新型疏水改性阳离子型三元共聚物P(AM/DMC/POEA)系列产品。通过高岭土污水模拟体系的絮凝实验和对日落黄染料工业废水模拟体系的脱色实验表明,疏水作用显著提高了这类聚合物的吸附和絮凝作用,使污水沉降速度和染料处理能力成倍地增加。 以上结果表明采用这种亲水单体和疏水单体水溶液均相共聚合的新方法,可以制备高性能两亲性功能高分子材料。 5.研究了主体环糊精聚合物(β-CDE)与客体疏水改性丙烯酰胺共聚物P(AM/POEA)构成的超分子结构高分子识别体系。1H NMR和2D-NOESY谱结果表明主客体聚合物相互作用,通过高分子链上环糊精空腔和疏水体POEA形成包结络合物进行,导致宏观溶液粘度大幅上升,增粘的幅度可通过疏水体含量和外界因素调控。透射电镜显示此类缔合聚合物体系的主客体相互作用生成实心球状多分子聚集体。 以上结果表明,利用主客体聚合物相互作用是一种有应用意义的溶液流变性能调节手段。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(理化技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O631.3

【相似文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李姝静;新型功能性环糊精包结络合物及高分子方面的应用[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026