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基于超亲电反应的超支化聚合物的合成与表征

刘云霞  
【摘要】:高度支化聚合物是近二十年新兴起来的一种新型高分子功能材料,由于其具有新奇的结构、性能,使其成为聚合物领域的研究热点之一。高度支化聚合物可以大致分为两类:树枝状分子和超支化聚合物。树枝状分子具有单分散性、球状、完全支化和端基基团位于分子表面等特点,然而树枝状分子的合成复杂,耗时且成本高昂。相反,超支化聚合物采用ABx型单体通过一步法就可合成。超支化聚合物具有与树枝状分子相似的特点比如:大量官能团、低黏度、和较高的支化密度,这使得超支化聚合物在交联剂、光感材料、非线性光学材料、和催化剂等领域可以作为树枝状分子的替代者。 在本论文中,我们采用基于超亲电反应的“A2+B3”的方法合成超支化聚合物。首先,我们以苊醌为原料,合成了5-溴苊醌,5-硝基苊醌,5-甲氧基苊醌,5-氨基苊醌一系列的A2单体。用苯醚和均三苯甲酰氯合成了具有三个官能度的B3分子,即1,3,5-三(4-苯氧基苯甲酰基)苯。 然后,我们讨论不同的反应时间、不同的反应温度以及不同的取代基对聚合物的影响,我们得出反应24h以后,延长反应时间聚合物的分子量影响不大,温度越高,聚合物的分子量降低,取代基为供电基聚合物的分子量降低,取代基为吸电子基,聚合物的分子量增大。我们得出最佳的反应条件温度为25℃,时间为24h。我们在探索出的最佳的实验条件下将A2和B3在超强酸如甲基磺酸的催化下,通过超亲电反应合成目标超支化聚合物,避免了凝胶化现象的产生。我们采用苊醌和取代苊醌分别为A2单体代替靛红,提高了反应活性,使得催化剂酸的强度可以大为降低,即可用甲基磺酸代替三氟甲基磺酸,降低了反应成本,也提高了反应的安全系数,这是本实验的主要创新点之一最后,对所得聚合物用核磁共振波谱(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)进行表征。 另外,我们还研究了不同实验条件和A2单体对聚合物结构和性质的影响。


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