碱金属羧酸盐催化环氧化物和环酸酐开环交替聚合

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wfdzdb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于潜在的生物降解性、相容性以及良好的机械性能,近年来脂肪族聚酯受到了学术界和工业界的广泛关注。在合成聚酯的众多方法中,环氧烷烃和环酸酐的开环交替共聚(Ring opening alternating copolymerization,ROAC)由于其原子经济性、可控性良好、单体来源广泛等优点而备受关注。寻找高活性和优异选择性的催化体系一直是该领域的研究热点。基于此,本论文以市售的碱金属羧酸盐为简单绿色的引发剂,对环酸酐和环氧烷烃的ROAC进行了深入研究。主要研究内容为:1.环氧化物与碱金属羧酸盐的配位作用和碱金属羧酸盐-环氧化物加合物的形成会削弱羧酸盐中阳离子-阴离子之间的相互作用,从而使羧酸盐在高温下亲核进攻环氧化物。核磁共振氢谱和氟谱、傅里叶变换红外光谱以及密度泛函理论计算都证明了环氧化物与碱金属羧酸盐的配位作用。在110℃时,碱金属羧酸盐可以有效催化邻苯二甲酸酐(PA)和氧化环己烯(CHO)的开环交替共聚得到结构完全交替的聚酯聚合物。乙酸钾(KOAc)也可以催化多种环氧化物和环酸酐共聚从而制备出结构多样的聚酯。根据碱金属阳离子和羧酸阴离子的相互作用强度不同提出了两种聚合机理:阴离子聚合机理和协同催化聚合机理。在协同催化机理中,碱金属阳离子作为路易斯酸活化环氧化物,生成环状活性物种。2.在110℃,本体聚合条件下,18-冠醚-6(18-C-6)可以显著提高KOAc催化PA和CHO开环共聚的活性。18-C-6/KOAc可以更快速的催化多种环氧化物和环酸酐的开环共聚得到交替度>99%的不同结构的聚酯。通过减少催化剂的负载量制备出分子量>100 k Da的聚酯聚合物。三种不同分子量的环氧丙烷(PO)/邻苯二甲酸酐的共聚物显示出差别较大的玻璃化转变温度Tg,当分子量达到某个临界值时,玻璃化转变温度Tg没有明显变化。拉伸实验显示,三种聚合物的拉伸强度和弹性模量也有较大差别。综上所述,本文对碱金属羧酸盐催化环氧化物和环酸酐的开环共聚进行了深入研究,对这一过程的聚合行为、聚合动力学、聚合机理以及单体适用范围进行了详细论述。此外,对所得聚合物的热力学性能进行了表征,在聚合物的应用方面具有一定指导意义。
其他文献
具有强近红外(NIR)吸收的窄带隙共轭聚合物在光电、传感、通讯及医疗领域具有广阔的应用前景,然而受限于受体单元的发展,广泛用于构筑窄带隙共轭聚合物的给体-受体(D-A)策略难以实现聚合物在近红外二区(NIR-Ⅱ)的强吸收。研究表明,提高聚合物骨架的醌式特征是另一种降低聚合物带隙的有效策略。基于此,本论文设计合成了以噻吩取代吡咯并吡咯二酮(DPP)为核、吲哚酮及其衍生物为端基的缺电子醌式单元,并以此
学位
雾的形成会降低透明材料的清晰度,制备亲水性防雾涂层是常用的防雾手段,以聚乙烯醇(PVA)为原料制备的亲水性涂层在防雾方面有良好的应用,但仍存在涂层低温结霜等问题。PVA因其具有冰重结晶抑制活性,有研究表明,PVA水凝胶体系中添加海藻糖(Tre)可以增强其水合作用,且海藻糖具有良好的抗冻性能。本文制备了Tre接枝改性PVA,以提高PVA涂层防霜性能,同时应用到红细胞的冷冻保存。通过接枝聚合反应制备了
学位
近年来锂离子电池安全事故频发,使其在大型储能领域的应用受到了限制。为了解决这一问题,水系锌离子电池作为一种理想的绿色电池体系成为了研究的热门领域。本论文以具有大间距层状结构的V2O5为研究对象,对其进行部分氮化和阳离子掺杂,改善了V2O5自身导电性差以及锌离子存储困难的问题,最大程度提升其电化学性能。文中系统地研究了材料的微观形貌,物相组成,以及作为水系锌离子电池正极材料的电化学性能。首先通过水热
学位
随着人们对于环境可持续发展的日益重视,利用生物基来源、可堆肥降解的高分子材料替代部分不可降解高分子材料成为科学家们研究的一个主要热点。作为一种典型的生物来源的环境友好型高分子材料,聚乳酸(PLA)材料具有很多的优良特性,包括良好的生物相容性、高强度、高模量以及优异的光学透明性。但由于其玻璃化转变温度较高,耐冲击强度低、柔性和弹性差、脆性较大,使PLA的应用领域受到很大限制,因而要对PLA材料进行增
学位
以锂和钾为代表的碱金属负极由于具有极高的理论比容量(Li:3860 m Ah g-1,K:685 m Ah g-1),极低的氧化还原电位,有望替代目前商业电池中低容量的石墨负极,具有非常可观的发展前景。然而,在充放电过程中,碱金属负极表面不均匀的离子流容易引起金属不均匀沉积,造成不可控的枝晶生长,使电池产生安全隐患。为了解决这些问题,实现碱金属负极在高比容量电池中的实际应用,重点在于调控金属离子的
学位
在脑肿瘤治疗中,血脑屏障(BBB),血脑肿瘤屏障(BBTB)的存在以及化疗药物引起的组织毒性仍然对有效治疗神经胶质瘤的生物相容性药物递送系统提出了极大的挑战。PAMAM树状分子是高度支化的大分子,被视为球状蛋白质的合成生物模拟物,具有可控制的纳米尺寸,单分散性和较大的疏水性内腔,可用于封装疏水性药物,尤其是具有可定制的表面基团和功能。其独特的结构特征使其成为负载疏水性药物和结合靶向分子的理想药物载
学位
糖尿病会造成活性氧(ROS)在心脏部位更严重的聚集,导致更为严重的炎症微环境环境,因而糖尿病患者的心肌梗死治疗对生物材料设计提出了更高的挑战。大量研究表明可注射水凝胶有希望成为治疗心肌梗死的一种新型材料,但是目前还未有针对于糖尿病患者心肌梗死的可注射水凝胶。因此,本文建立了一种可以逆转受损的糖尿病心肌微环境的多功能可注射水凝胶体系。首先,合成了超支化的聚(β氨基酯)(PAE-PBA),其富含丙烯酸
学位
过氧化氢(H2O2),一种环境友好型的强氧化剂,其应用范围覆盖了从污水处理,工业漂白到化学合成和医疗消毒的各行业,其市场需求也使得过氧化氢的合成受到了广泛的关注。传统的过氧化氢合成方式为蒽醌法,但该方法有着能耗高,污染大,生产出的高浓度过氧化氢运输危险等问题。而电化学氧阴极还原合成过氧化氢作为一种理想的替代方法,有着无污染,原子利用率高,可现场合成等优点,因此引起了国内外研究学者的广泛关注。但是该
学位
镁合金具有密度低、导热性好、抗冲击性好、比强度高、比刚度高和生物相容性好等特点,在汽车、军工、航空航天、生物医疗和3C行业等领域具有广阔的应用前景。电弧增材制造(wire arc additive manufacturing,WAAM)可以缩短复杂结构件制造周期,实现小批量快速制造。使用基于冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)技术的WAAM方法进行镁合金零部件的制造,可以有
学位
金属-空气电池和电催化分解水技术被认为是未来解决能源危机和环境污染的重要手段。其中,由于氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)、氧析出反应(oxygen evolution reaction,OER)和氢析出反应(hydrogen evolution reaction,HER)复杂的反应途径和较大的过电位导致其动力学反应过程缓慢,严重阻碍了金属-空气电池和电解水技
学位