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水介质中ATRP的研究及几种功能性杂化材料的制备

本论文利用水介质中原子转移自由基聚合方法合成了几种功能性的无机/聚合物杂化材料,并对其结构和性质进行了研究。首先,以微米级硅胶为基底,利用表面引发原子转移自由基聚合方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸环氧丙酯以及聚异丙基丙烯酰胺四种均聚物刷,之后又以聚甲基丙烯酸羟乙酯为配体,成功制备了两种聚合物金属络合物,以及利用聚甲基丙烯酸环氧丙酯中的环氧基团,完成了葡萄糖氧化酶固定,从而实现了聚合物刷的进一步功能化;其次,以纳米SiO2微球为基底,制备了聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸环氧丙酯以及聚异丙基丙烯酰胺三种均聚物刷,之后以聚甲基丙烯酸羟乙酯为配体,成功的将金属铬引入到聚合物刷中形成聚合物金属络合物,此聚合物金属络合物在CO2氧化乙烷脱氢制乙烯反应中体现了较好的催化活性,此外由聚异丙基丙烯酰胺刷修饰的纳米SiO2微球还表现出了较为明显的温度敏感特征;再次,以单晶硅片为基底,合成了聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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ATRP方法合成几种新型功能化聚合物的研究

目前,自由基聚合产物在高分子聚合物总产量中占很大比重(60%以上),这是由于大多数乙烯基单体适合于自由基聚合,聚合温度范围宽,许多单体容易发生共聚,体系排除氧后在水溶液中也能进行,但是传统自由基聚合反应有失控行为导致聚合物分子量、链结构、聚合物组成及末端官能度失控,有时甚至发生支化、交联等,严重影响了聚合物的性能。这样能够合成结构可控聚合物的“活性”自由基聚合引起广大科研工作者的关注。王锦山、K.Matyjaszewski等报道了以卤代烷为引发剂,氯化亚铜为催化剂,2,2'-联吡啶为络合剂引发了甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合(ATRP)。在引发阶段,处于低氧化态的CuX和bpy络合物从R-X中夺取卤原子生成初级自由基R·及CuX2/bpy高氧化态络合物休眠种。初级自由基再引发单体生成单体自由基即活性种。活性种可继续引发单体进行活性聚合,也可以从休眠种上夺取卤原子而变成休眠种,使体系中链增长自由基稳态浓度较低,在活性种和休眠种...  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

苏州大学
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ATRP合成含金属配合物端基及含二苯乙烯类侧链的荧光聚合物研究

原子转移自由基聚合(ATRP)是新兴的活性自由基聚合中最为活跃,受到最多关注的一个分支。通过对引发剂和单体的设计,ATRP可以灵活的合成多种具有特殊结构和性能的功能性聚合物。本文以ATRP为基本合成方法,合成了端基功能化和侧链功能化的聚合物发光材料。分别将金属配合物和有机小分子发色团通过ATRP集成于聚合物体系中,克服了小分子发色团在稳定性和加工性能方面的一些缺点,在得到优异的发光性能的同时使材料具有了很好的稳定性和溶解性,并且可以很方便的成膜为材料的器件化作了准备。1.本文使用功能性引发剂,5-氯甲基-8-羟基喹啉,通过ATRP合成了分子量可控,分子量分布窄的端基功能化聚苯乙烯。并且将端基功能化聚苯乙烯作为大分子配体,通过末端的8-羟基喹啉单元与金属离子进行配位,可以得到末端含有金属配合物单元的端基功能化聚合物。Zn~(2+)与聚合物末端的8-羟基喹啉的配位,增强了聚合物的荧光,在荧光发射光谱上表现为发射强度的大幅度增强。2....  (本文共192页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
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稀土催化剂在离子液体及反向ATRP中的应用研究

首次在离子液体中进行了稀土配位催化剂Nd(VA)3/Al(i-Bu)_3催化MMA均聚反应,系统地探讨了不同反应条件对MMA聚合的影响。研究发现该催化剂能有效地催化MMA在离子液体中聚合,并且聚合反应速度和PMMA分子量比甲苯和本体中聚合的高。此外,催化剂陈化对离子液体中的聚合不利。MMA在[emim]BF_4中,[MMA]=3.0mol/L,[MMA]/[Nd]=300,60℃下聚合6h,单体转化率为64.9%,PMMA数均分子量为19.7×10~4,分子量分布为2.1。用瓜,GPC,DSC和~1H-NMR对聚合物结构和性能进行了表征。在离子液体中进行了Nd(VA)_3/Al(i-Bu)_3/CCl_4催化苯乙烯均聚合,详细地研究了不同反应条件对聚合的影响。结果表明:在没有第三组分的情况下,Nd(VA)_3/Al(i-Bu)_3在甲苯中不能催化苯乙烯聚合,而在相同条件下,在[emim]BF_4中催化苯乙烯聚合的转化率可达37%...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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利用酶促缩聚与ATRP相结合的方法合成嵌段共聚物

在非水相溶剂中,生物酶催化合成聚合物已经得到了广泛的关注,酶促聚合相对于传统化学聚合方法有其明显的优点,如:生物相容性,可生物降解,利于环保等。但是生物酶聚合缺乏可控性,在生成高分子量聚合物方面也存在不足;相反,ATRP作为一种活性可控聚合方法,反应条件较缓和、所适合的单体很多,具有强大的设计,合成功能化材料的能力,适用于合成结构规整的高分子量聚合物,正好弥补了酶促聚合的不足。本文通过端基官能化的方法合成以酶促聚合物为载体的大分子引发剂,引发用原子转移自由基聚合反应,实现分子链段结构的精细设计,使生物相容性和结构可控等优势互补合成功能性的高分子嵌段聚合物,并运用NMR、GPC、FTIR-IR对聚酯及其嵌段共聚物进行了结构分析,XRD、DSC对其进行了热力学分析,聚酯嵌入无规的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸环氧丙酯后共聚物的结晶度降低,熔融温度和结晶温度都降低,合成的嵌段共聚物在水溶液中具有亲疏水性等分子间作用,自组装成核-壳结构的纳米粒...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
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原子转移自由基聚合(ATRP)在多功能硅(100)表面改性材料制备中的应用

高分子用于对硅片表面进行功能化修饰与改性是一个巨大的资源,充分利用有机化学、会属有机化学和高分子化学的键合手段,一方面保持硅片基体与修饰分子的良好接触与稳定接合,另一方面可表现出比Si-H表面更稳定更丰富的光电物理化学行为,为材料学、微电子学、化学、生物化学、生命科学和纳米技术等前沿科学研究领域,开辟出更加广阔的应用前景。基于这样的背景,利用原子转移自由基聚合(ATRP)手段提供了一种合成结构可控、且易于功能化共聚物的有效方法,通过分子设计制得多种具有不同拓扑结构(线型,梳状,刷状,星型,树枝状,超支化大分子等),合成分子量、大分子结构可控的具有一定表面物理与化学特性的均聚物与共聚物,将聚合物所具有的优点:电绝缘性、亲水性或憎水性、生物相容性、具有优良的性能价格比等全部发挥出来与硅材料的半导体特性结合起来,以共价键的方式,直接从硅片表面长出聚合刷,从而实现对硅片表面进行直接有效的改性与修饰。具体研究内容摘要如下:1.硅片表面引发...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>