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邻苯二甲酰化壳聚糖的液晶行为研究

王勉  
【摘要】: 本工作主要合成了一系列壳聚糖的衍生物,对其反应条件进行了各方面的探索,解释了反应条件对产物结构的影响,然后就产物的结构对其液晶性的影响作了深入讨论。 反应条件中温度对产物的结构影响最大。根据温度的不同,我们将邻苯二甲酰化壳聚糖分为两个系列:室温反应的邻苯二甲酰化壳聚糖系列简称为APHCS,高温反应的产物邻苯二甲酰化壳聚糖系列简称为PHCS。APHCS只有酰胺酸结构,而且N上取代度为一定值,0上取代度随酸酐/壳聚糖的摩尔比的增加而增加;室温反应的丁二酰化壳聚糖(ASCCS)、甲基丁二酰化壳聚糖(AMSCCS)、戊二酰化壳聚糖(AGTCS)、甲基戊二酰化壳聚糖(AMGTCS)也遵循相同的规律,反应产物主要为0上取代的酰胺酸。PHCS系列主要结构有酰胺酸和酰胺酸进一步环化生成的酰亚胺两种。 对邻苯二甲酰化壳聚糖的液晶性来说,PHCS的临界液晶浓度的表征比较复杂,APHCS因其结构的简单而更容易给出规律性的结果。而其它4种室温反应的壳聚糖衍生物的临界浓度变化规律和APHCS一致,进一步印证了APHCS的液晶性变化规律。 对以上壳聚糖衍生物液晶性的解释均从其取代基团的结构(柔性链还是苯环的刚性结构),取代基的大小、取代基的位置(0或N取代),取代度的大小、羧基端的存在等各方面进行讨论。结果是只要发生取代都会降低壳聚糖分子链的刚 性,导致临界液晶浓度比原壳聚糖只会提高而不会降低:而 0取代对临界浓度的影响不大,N上取代影响较大,可能与氨 基参与形成氢键的概率较大有关。这些衍生物在二氯乙酸溶 液中的都能呈现典型的液晶织构,在剪切时都能形成条带织 构。 本文还合成并进行了壳聚糖甲乙酯并进行了初步的纺丝 实验,成丝性较好。


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