咪唑离子液体催化环状单体序列共聚合反应

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:coolboywcp
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
可持续和环境友好型聚合物材料的开发是当代聚合物科学与工程研究领域面临的挑战之一。脂肪族聚酯因其可调节的特性和广泛的应用而吸引了人们越来越多的兴趣,聚酯可通过缩聚反应制备,但是反应通常需要高温条件,并要去除副产物醇或水。开环聚合包括环酯的开环聚合(ROP)、环氧化物和环状酸酐的开环共聚合(ROCOP),被认为是一种非常有效的合成脂肪族聚酯的方法,聚合反应条件温和可控,可以合成功能和结构多样的可降解脂肪族聚酯。脂肪族聚酯具有良好的生物相容性和生物可降解性,在生物医学等领域极具应用潜力,因此,开发多种类有机催化剂,应用于开环聚合制备脂肪族聚酯具有重要研究意义。离子液体的阴阳离子可调节,具有良好的热稳定性、化学稳定性、良好的溶解性等性能,被广泛应用于各种化学反应中,尤其在绿色催化方面引起了广泛关注。本论文通过使用咪唑类离子液体催化剂,实现了内酯、环氧化物和环状酸酐混合单体的序列共聚合反应,开发了一种嵌段聚酯和交替聚酯的制备方法。并探索离子液体催化剂的开环聚合反应过程,提出可能的化学反应机理。主要研究内容如下:1、利用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑氯盐(EMIMCl)催化剂,催化环氧化物、环状酸酐和内酯混合单体顺序聚合制备得到嵌段共聚物。研究结果表明,EMIMCl能够有效催化PO和PA的开环共聚合(ROCOP)和CL的开环聚合(ROP)反应。在此基础上,重点研究了EMIMCl催化混合单体PA、PO和CL共聚合反应。混合单体共聚合反应中PA/PO共聚合反应先开始,PA转化完后开始CL开环聚合,离子液体有效桥接了PA/PO的ROCOP和CL的ROP两种催化循环。通过NMR、GPC等测试表征所得聚合物的结构,表明成功制备了嵌段聚酯(PPAPO-b-PCL)。分子量最高为10.2 kg/mol。接着研究了离子液体阴离子对聚合反应的影响,证明强亲核性阴离子有利于催化开环共聚合反应。根据聚合物MALDI-TOF MS测试结果,提出了混合单体共聚合反应机理。选择多种类环氧化物(ECH、CHO和SO)、内酯(LA、VL和DHC)和环状酸酐(NA、SA、GA),实现了EMIMCl催化多种混合单体选择性共聚合反应制备嵌段聚酯。最后研究了所得聚合物的降解性能。2、利用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑氯盐(EMIMCl)为催化剂,催化L-丙交酯(L-LA)和ε-己内酯(ε-CL)两种单体的选择性共聚合反应。首先研究了EMIMCl催化两种环酯(L-LA和ε-CL)的开环聚合反应,结果表明EMIMCl对于环酯聚合具有良好的催化活性,聚合反应可控。接着研究EMIMCl催化L-LA和ε-CL混合单体共聚合反应,成功实现混合单体序列聚合,制备得到嵌段聚酯。通过~1H NMR、13C NMR、GPC和DOSY NMR等测试证明所得嵌段聚合物的成功制备,其最高分子量达到8.3 kg/mol,分子量分布较窄(PDI<1.20)。进一步提出了EMIMCl催化L-LA和ε-CL序列共聚合反应机理。最后研究了PLA、PCL和PCL-b-PLA在磷酸缓冲溶液(PBS)中的降解性能,结果表明所得聚合物具有良好的降解性能。3、使用咪唑类离子液体3-乙基-1-甲基氯化咪唑(EMIMCl)催化剂,实现3,4-二氢香豆素(DHC)和环氧化物的交替共聚合反应。首先研究了DHC和环氧丙烷(PO)的开环共聚合反应(ROCOP),并通过~1H NMR、13C NMR和GPC表征了所得聚合物结构,确定所得共聚物完全交替结构,聚合12 h所得聚合物分子量达到9.2 kg/mol,且分子量分布较窄(PDI<1.20)。选择不同结构环氧化物(ECH、CHO和SO),实现了EMIMCl催化DHC和多种类环氧化合物共聚合反应制备得到交替共聚物。进一步研究了离子液体阴离子对开环共聚合反应的影响,说明强亲核性阴离子有利于催化开环共聚反应,提出了交替共聚合反应可能反应机理。最后探索了交替聚合物P(DHC-alt-PO)的降解性能,通过SEM分析,结果表示该聚合物在(PBS)缓冲溶液中具有良好的降解性能。
其他文献
本文采用光学显微镜、扫描电镜、电化学测试、全浸泡实验以及干湿交替加速腐蚀实验等分析及测试手段,以多种形态的Nb微合金化低碳钢为研究对象,分别研究了自由锻造Nb含量为0.045%的低碳钢,含有0.01%~0.05%Nb的A690耐候热轧钢板以及Nb含量为0.02%的C-Si-Mn系低碳热轧U型钢板桩的组织和腐蚀规律,研究结果如下:Nb含量为0.045%的低碳钢铸锭经1100℃/1200℃/1250℃
学位
<正>1云朵中的民族5·12汶川大地震的重灾区大多是文化资源富集的民族聚居区,羌族作为全国唯一被誉为川北群山之巅"云朵中的民族",尤其受到温家宝总理的关注,明确指示"即使县城迁建,也要注意保护好羌族文化遗产。"此后,经专家们的实地评估,确认位于四川境内的
期刊
高吸水树脂(Superabsorbent polymer,简称SAP)是一种不溶于水但能在水中溶胀的功能高分子材料,其分子链通过适度交联形成的三维网状结构能够储存超过自身重量几百倍甚至上千倍的水分,但是由于石油基高吸水树脂的不降解性在农业领域应用受限。胡麻饼粕是胡麻籽榨油后的副产物,可作农用的优质有机肥和饲料等,其富含有机质、蛋白质、油脂和纤维素等成分,且含有的粘性物质即胡麻胶吸水后能够发生溶胀。
学位
本论文综述了天然关节润滑机制和人工关节仿生润滑材料的研究进展,天然关节软骨的组成、结构和润滑机制启发科学家们设计制备了不同类型的水凝胶材料,在这个基础之上,希望通过对关节软骨结构进行仿生设计,从而制备出性能优良的新型人工关节材料。然而,传统水凝胶力学性能较差,而且高强度水凝胶难以实现高承载与低摩擦性能的统一,因此发展同时具有高承载、超润滑且优异抗磨损性能的高强度水凝胶材料对其在人工关节材料方面的应
学位
亚胺及其衍生物在药物和生物活性化合物的生产中有着广泛的应用,是一类重要的有机中间体。然而,由于其传统的合成方法反应条件受限,给其合成带来了一定的难度。光催化反应体系不仅反应条件温和,避免了强氧化剂和还原剂的使用,而且绿色环保符合现代社会的可持续发展理念。鉴于其在环境友好以及可持续发展方面的优势,在可见光照射下,通过光催化实现亚胺的合成具有非常重要的现实意义。卟啉是一种常见的光敏剂,对可见光有极好的
学位
近年来,鉴于化石燃料的不断消耗,大气中二氧化碳(CO2)浓度不断增加,造成了严重的“温室效应”。因此,寻找可再生和环保的新型能源已成为人类社会长期发展的一项紧迫任务。在各种可能性中,采用光催化技术将CO2还原为绿色太阳能燃料,如CO、CH4、HCO2H、CH2O和CH3OH等,被认为是最有效降低大气中CO2浓度的手段之一。目前,常见半导体,如锐钛矿,金属硫化物等已经在多种光催化领域有了广泛的研究。
学位
报纸
根据振动频率法索力测试原理,提出了基于连续复小波变换的分时段等值线法进行时变索力识别。将拉索的振动信号划分为多个较小的分析时段,对每个分析时段信号进行连续复Morlet小波变换得到小波系数,采用改进后的小波阈值去噪函数对小波系数进行降噪处理。通过等值线法在等幅值面上提取小波脊带,利用最邻近法对等值线进行拟合插值。然后把插值在频域进行均值化处理,识别出拉索的瞬时频率,进而计算出时变索力。以微波雷达为
期刊
随着化石能源日益匮乏,可再生能源的开发利用对我国能源储备和环境保护具有十分重要的意义。镁电池因其具有低成本、高能量密度、高安全性等优点逐步发展成为一种极具潜力的新型电池,未来有希望应用于大规模储能领域。由于镁离子的电荷密度较高,在电池正极材料中扩散缓慢,极大程度上阻碍了镁电池的发展。因此如何提高正极材料的电化学性能是镁电池研究的重点与难点。本文以二维层状MXene材料中的Ti3C2为基体,掺杂过渡
学位
聚合物科学发展迅速,绿色新聚合体系的开发是研究焦点。丙烯酸酯、环酯、环氧化合物和环状酸酐作为高分子材料合成中常用的单体,通过加成聚合和开环聚合所制备的聚丙烯酸酯和脂肪族聚酯材料,已被广泛研究并应用于日常生活中。开发新型聚合体系,利用杂化共聚和序列控制聚合方法可以将两类单体共聚到同一条聚合物链中,提高聚合物性能,拓展其应用。目前应用于杂化共聚和序列控制聚合反应的催化剂体系较少,主要以金属催化剂为主,
学位