酯类Barbier缩聚反应研究及其在自修复薄膜方面的应用

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:zsjbusiniao1
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有机反应应用于高分子合成是高分子化学的重要的研究方向之一,其中,碳-碳键生成的有机反应为高分子合成方法的拓展提供了重要途径。Barbier反应作为一类经典的碳-碳键生成反应,在有机合成领域应用十分广泛,但其在高分子合成领域的应用还鲜有报道。此外,Barbier缩聚反应的反应底物种类及参与反应的金属种类研究较少,还需要进一步探究。材料在加工或者使用过程中会产生不易被发现的微裂纹,微裂纹的存在可能会降低材料的使用性能,造成资源浪费,更威胁着人们的生命财产安全,因此,具有自主修复微小损伤的材料引起了越来越多科研工作者的研究兴趣。特别是基于热可逆Diels-Alder(D-A)共价键的自修复材料,因具有可多次修复且修复效率高的优点,在众多领域中具有较大的应用价值。探究了Barbier缩聚反应的反应底物和参与金属种类。在金属镁/锂的参与下,选取六种不同的二溴类化合物(二溴苯类和二溴二甲苯类)分别与羰基化合物-苯甲酸乙酯、呋喃甲酸甲酯发生Barbier缩聚反应,制备出了一系列的分子量分布较窄的高分子化合物,成功将Barbier缩聚反应的反应底物拓展到了种类丰富的酯类化合物。实验结果还证实了金属锂也可以作为Barbier缩聚反应的参与金属。对比各类反应产物的基本物理性质发现:金属镁参与下的缩聚反应产物具有较大的分子量和较窄的分子量分布以及较高的玻璃化转变温度;二溴苯类缩聚反应产物具有较高的玻璃化转变温度。另外,利用以呋喃甲酸甲酯为反应底物的高分子化合物与含双键的双马来酰亚胺发生可逆的D-A反应设计了柔性自修复薄膜。自修复薄膜可以在65℃下,1 min内完成裂纹的修复。当将薄膜材料加热到280℃时,自修复薄膜的重量仅减少5%,说明该薄膜具有较好的热稳定性。此外,还以该自修复薄膜为基质,以铜纳米线为导电填料,制备出具有自修复性能的复合导电薄膜,其可以在100℃下,5 min内完成裂纹的修复。该自修复复合导电薄膜的成功制备,为新型电子设备的设计和制备提供了途径。
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