通过分子设计、分子组装的手段设计合成具有特殊功能的新型材料代表了 现代先进材料合成技术的一个重要发展方向。杯芳烃作为继环糊精和冠醚之后 的大环化合物，以其特有的结构特点和易化学修饰性而成为新一代人工受体的 代表，其典型的超分子特性成为近年来人们竟相研究的热点。将杯芳烃组接到 高分子材料上以制得具有分子识别功能的高分子材料的研究，为通过分子设计 和化学合成寻找和开发新型功能高分子材料提供了新的途径和理论基础。本文 根据材料设计原理，先通过化学修饰在杯芳烃上、下沿引进可聚合的基团，然 后利用溶液聚合与其它单体共聚或通过熔融密炼或反应性挤出等接枝反应把杯 芳烃衍生物接枝或嵌段到聚苯乙烯高分子中，制得具有质子传递功能的新型功 能材料。 1.首次合成了带有可聚合基团(活性双键)的杯芳烃衍生物及其它六种杯芳 烃衍生物，通过核磁共振氢谱、红外吸收光谱、电喷雾质谱等手段进行了表征， 确证为目标产物。 2.通过测定杯芳烃衍生物4，5，7在不同pH值时的紫外-可见吸收曲线，利用化 学计量学计算方法对吸收曲线进行了解析，得出这些化合物的pKa值以及其酸 碱物种存在的pH区间和它们各自单独的吸收光谱。衍生物4:pKa=5.24；物 利存在pH区间：HL：3～7；L-1：4～7。衍生物5：pKa1=0.85，pKa2=5.86； 物种存在pH区间：H2L+：0～2；HL：0～7，L-1：4～8。衍生物7：pKa1=3.63， pKa2=12.53；物种存在pH区间：H4L：0～4；H3L-1：2～13.5；H2L-2：11～14。 3.用上沿含可聚合双键或下沿含可聚合双键的杯芳烃衍生物分别与苯乙烯、甲 基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯进行溶液共聚，得到六种含杯芳烃的共聚物。采用 凝胶渗透色谱(GPC)测定了它们的分子量及分子量分布情况。利用红外光谱、 核磁共振氢谱及紫外吸收光谱对聚合物进行了表征。结果表明利用溶液聚合将 杯芳烃衍生物9，10与某些合适的单体进行自由基共聚可顺利地实现将杯芳烃 衍生物组接到相应的高聚物基材中去，制成含杯芳烃“功能单元”的高分子材 料。而这些新材料都呈现出杯芳烃衍生物的某些重要特性(如红外、紫外的特 征吸收等)及功能，这些是作为基材的聚物原本没有的，是由杯芳烃衍生物 带入到新材料中去的。 4.通过热分析(DSC)研究了杯芳烃衍生物与聚苯乙烯的静态熔融接枝，证实 以DCP为引发剂，杯芳烃衍生物可与聚苯乙烯发生熔融接枝反应。进而利用溶 液接枝、密炼接枝及反应性挤出等方法使杯芳烃衍生物接枝到聚苯乙烯高分子 材料中去，并通过对产物的红外光谱分析，证明杯芳烃衍生物确实已通过接枝 反应被接入到聚苯乙烯高分子材料中。 5.利用液膜传输法对所合成的含杯芳烃衍生物的新材料的质子传递性能进行了 初步研究。结果表明这些高分子材料可将质子从酸相传递到碱相，即确实具有 了质子传递的功能。 关键词：功能材料，质子传递，杯芳烃衍生物，溶液聚合，密炼接枝，反应 性挤出，DSC热分析，pKa测定，液膜传输