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树枝状丙烯酸酯的分子设计与性能研究

李翠勤  
【摘要】: 树枝状大分子(Dendrimer)是一类新型的功能大分子化合物,它的特点是可以在分子水平上进行分子的大小、形状、功能基团的设计。根据树枝状大分子结构本身的特点,系统地开展分子结构与性能方面的研究。开发具有新型末端基的功能大分子是一个重要的研究方向。树枝状大分子的表面末端基都可以进行功能基转化,目前已报道的功能基有胺基、羟基、羧基、酯基、酰胺基、金属螯合物等;由于树枝状大分子的中心以及内部存在活性点,在药物输送、催化反应、基因治疗、金属纳米复合材料及膜材料等方面都显示了良好的应用前景。 本论文在对树枝状大分子的结构和性能进行了简要的介绍,并系统地回顾了树枝状大分子在合成和功能化方面的最新研究进展的基础上,提出了一种新的树枝状大分子末端基转化的方法,通过分子设计将具有功能性的基团经过迈克尔加成反应及酰胺化缩合反应接枝到树枝状大分子上,合成了一系列聚酰胺—胺树枝状大分子,设计并首次成功地合成了以乙二胺为核心的一类新型的树枝状丙烯酸酯。通过元素分析、红外光谱以及核磁共振实验对新型的树枝状大分子的结构进行了表征,证明了合成树枝状大分子的结构与设计目标分子的结构相符。 本论文根据树枝状大分子的结构特点,对首次合成的树枝状大分子的性能作了初步探索。通过滴体积法对半代的聚酰胺—胺和0.5代树枝状十二酯在丙酮中的表面活性进行了研究,重点讨论了半代聚酰胺—胺和0.5代树枝状长链酯在70℃时对稠油的降粘效果,发现这两类大分子在丙酮中都不具有表面活性,半代聚酰胺—胺和0.5代树枝状长链酯对稠油都具有降粘性能,在浓度为0.6%时降粘性能最佳,0.5代、1.5代和2.5代PAMAM的降粘率分别为24.5%、26.0%和28.2%,0.5代辛酯、十二酯和十八酯的降粘率分别为26.2%、28.3%和32.4%。此外,还对1.5代树枝状丙烯酸长链酯对稠油的降粘性能作了初步探讨,在浓度为0.6%时降粘性能最佳,降粘率为30.6%。根据树枝状大分子对稠油降粘性能的评价,探讨了稠油的降粘机理与降粘剂分子结构的关系,为设计和合成具有新型结构的单一原油降粘剂奠定基础。本论文的创新之处是首次将树枝状大分子应用于降粘领域,拓宽了新型树枝状大分子的应用领域。


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