非环双烯易位聚合法合成周期序列烯类共聚物

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序列可控聚合是高分子合成方法学的“圣杯”,是控制高分子精密结构,进而实现高级功能的重要前提。以逐步聚合制备周期序列结构高分子是自下而上的合成策略:利用精密的有机合成来构筑序列信息明确的单体模块,再以高效聚合反应将其连接成聚合物,模块中的序列信息将完整地出现在重复单元当中。本论文以重要的烯类共聚物为研究对象,利用单体模块聚合的思想,发展了高效制备周期性序列结构烯类共聚物的方法;利用高分子的后修饰反应,实现了高分子链内特殊序列结构的环化反应,揭示了序列结构对高分子单链化学反应的重要性,也是调控高分子性质的重要手段。  1.设计合成了一系列结构、组成以及序列长度不同的双烯类单体模块,发展了利用ADMET聚合制备周期序列烯类共聚物的合成方法,成功得到三类周期序列烯类共聚物,阐明了序列结构对聚合物热学性质的影响规律。  利用高效有机反应将不同烯类单体序列引入α,ω-双烯单体中,通过ADMET聚合以及氢化还原得到化学组成和序列结构可调的烯类共聚物,包括乙烯-醋酸乙烯酯和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。结果表明,较低的官能团含量以及周期性的序列结构均能促进聚合物结晶。发现特定序列碘乙烯-丙烯酸乙酯能在高温下形成γ-丁内酯结构,从而得到一类含环状γ-丁内酯结构的烯类共聚物。环状单元的引入能增强高分子链的刚性,聚合物呈现出较高的玻璃化转变温度和熔融温度。  2.利用周期序列高分子链中双键的后修饰反应,实现了高分子链内相邻单元间的环化反应,提高了高分子链的刚性,大幅提高了聚合物的玻璃化转变温度。  设计合成了含有两个丙烯酸乙酯单元的双烯单体模块,通过ADMET聚合得到1,3-丁二烯和丙烯酸乙酯单元为1∶2周期序列的烯类共聚物。链内双键的双羟基化反应将特殊序列乙烯醇-丙烯酸乙酯高效转化为γ-丁内酯结构。修饰后聚合物的溶解性有明显变化,玻璃化转变温度也得以大幅提升。将链内双键的后修饰与特定序列的环化反应相结合,为高分子在原子层次的功能体现提供了新思路。
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