丙烯酸化环状磷腈/环氧丙烯酸酯光固化体系热降解动力学研究

以TGA为手段, 进行了丙烯酸化环状磷腈/环氧丙烯酸酯光固化体系热降解动力学的研究, 同时与加入粉末状环状磷腈混合体系进行了对照. 采用Kissinger, Flynn-Wall-Ozawa和Friedman三种方法计算了固化膜降解反应活化能, 证明了磷腈结构的引入, 使得体系在高温阶段的活化能有所提高, 表明降解变得困难, 热稳定性得到提高. 而反应型丙烯酸化环状磷腈相对粉末状环状磷腈混合体系具有更高的降解活化能.     

光固化阻燃单体、树脂合成及其阻燃机理研究

本文综述了过去十余年间中国科技大学施文芳教授研究组在光固化阻燃技术领域的工作成果，主要包括活性单体、稀释剂、光固化树脂配方等体系，品类有磷酸酯类单体、含磷丙烯酸酯、超支化丙烯酸酯树脂、膦酸酯类单体和树脂、丙烯酸化环状磷腈、甲基丙烯酸化三聚氰胺、含磷环氧单体等十余种。同时介绍了这些配方体系的合成、性能和应用方法，以及对其热降解、阻燃性能评价和阻燃机理的研究。     

有机合成中腈的去对称化生物转化反应研究进展

腈的化学水合和水解具有反应条件苛刻、低选择性等缺点,与之相反,腈的去对称化生物转化反应具有反应条件温和、高效、高选择性以及理论产率可达100%的优点,已成为合成对映体纯多官能化羧酸和酰胺的最有效方法之一.将分别从前手性戊二腈、前手性丙二腈、内消旋环状二腈以及其他类底物出发,简单综述腈类化合物的去对称化生物转化反应及其在有机合成中的应用进展,并对各类反应的条件、选择性以及规律机制进行讨论和总结.     

聚对苯基苯酚取代磷腈的合成与表征

环状三聚六氯化磷腈在α-氯代萘中开环聚合得到聚氯化磷腈.后者与对苯基苯酚钠反应合成了标题聚合物.测定了该聚合物的IR、~1H NMR谱.GPC估计其数均分子量为6×10~4.扭辫分析表明,该聚合物的玻璃化转变温度与粘流温度分别为0℃和130℃,硫化温度为210℃.     

可生物降解聚[(对羟基苯甲酸甲酯/甘氨酸乙酯)膦腈]的合成及其体外降解

以PCl5和NH4Cl为原料,利用一锅法制备了聚二氯膦腈,通过两步亲核取代反应,分别以甘氨酸乙酯和对羟基苯甲酸甲酯为亲核试剂,合成了混合取代可生物降解聚[(对羟基苯甲酸甲酯/甘氨酸乙酯)膦腈].用核磁共振波谱及红外光谱等对产物结构进行了表征.研究了甘氨酸乙酯和对羟基苯甲酸甲酯的比例及外界环境对所制备的聚膦腈降解性能的影响,并进行了体外降解实验.研究结果表明,通过改变甘氨酸乙酯和对羟基苯甲酸甲酯的比例,可获得一种降解速率可调节的生物降解膦腈聚合物.     

六对羧基苯氧基环三磷腈的合成及其热性能

羧基苯氧基磷腈及其衍生物由于具有优良的生物活性并能降解成无毒产物,因而在生物医用材料的应用上潜力巨大。本文采用两步法合成了六对羧基苯氧基环三磷腈(HCPCP),首先以六氯环三磷腈和对羟基苯甲醛为原料,采用亲核取代反应制得六对醛基苯氧基环三磷腈（HAPCP）,再用KMnO4氧化法合成HCPCP。通过红外光谱、高效液相色谱、核磁共振及元素分析等确证了产物的结构;用TGA和DSC对其热性能进行了研究。     

环状氯化磷腈阻燃微胶囊制备研究

通过UV界面聚合法,制备了以环状氯化磷腈为囊芯,丙烯酸酯共聚物为囊壁的阻燃微胶囊。对产物微胶囊的性质进行了系统表征,具体包括粒径及其分布、化学结构、表面形态和热稳定。结果表明:包囊提高了环状氯化磷腈的热稳定性、阻燃性,且对环氧复合材料的力学性能影响甚微。     

基于差示扫描量热法的火工品材料选型研究

通过综合分析差示扫描量热法(DSC)图谱及动力学数据,进行火工品中药剂外包覆材料的选型研究。采用DSC测试炸药与不同涂敷层材料在不同升温速率的热性质,利用Ozawa法和DSC曲线对比法,对几种涂敷层材料进行分析。炸药与丙烯酸清漆混合后,DSC曲线表观性征、峰温以及反应的活化能变化最小;炸药与快速固化剂混合后,峰温及活化能变化影响居中,DSC曲线表观性征在升温速率大时有较大变化;炸药与硅橡胶混合后,DSC曲线表观性征、峰温以及反应的活化能变化最大。从而确定丙烯酸清漆为最合适的炸药包覆材料。     

含改性松香的丁二醇二缩水甘油醚固化反应动力学研究

设计了含改性松香无苯环的环氧固化体系和无松香的对照体系,分别是无松香体系Ⅰ：丁二醇二缩水甘油醚（BDGE）和甲基六氢苯酐（MeHHPA）;无规体系Ⅱ：丙烯酸松香（AR）、BDGE和MeHHPA;有规体系Ⅲ：丙烯酸松香基环氧树脂（ARE,由AR和BDGE预聚而来）和MeHHPA。对三体系的固化反应应用动态示差扫描量热仪（DSC）进行了研究,利用KAS法求得不同转化率下的表观活化能,通过整个反应过程反应活化能的变化,得到了三体系反应的内在机理,结果发现松香基的引入及引入顺序都对固化反应产生影响。     

聚苯氧基膦腈的合成及其电纺纤维的制备

以环状三聚六氯磷腈(HCCP)为原料,采用热开环聚合方法,合成了聚二氯磷腈,再利用亲核取代反应合成了聚苯氧基膦腈(PPPh).采用FT-IR、1H NMR、GPC、DSC、TGA等对所得到的聚合物进行了结构表征和性能测试.通过静电纺丝法制备聚苯氧基膦腈纤维,研究了纺丝液浓度、电场强度、挤出速度等对纤维形态的影响.结果表明,在聚合物溶液浓度为7(wt)%～8(wt)%、挤出速度为0.3～1.0 mL/h、接收距离为20cm、电压为22kV的静电纺丝条件下,可制备纤维直径为300～800 nm的PPPh纤维.     

葡萄糖基聚膦腈水凝胶的制备

通过对葡萄糖的羟基引入保护基再与聚二氯磷腈反应后用强酸脱保护制得侧链含部分葡萄糖基的聚膦腈,然后测量聚合物与植物外源凝集素ConA混合溶液的透光率的变化来研究凝胶化过程.结果表明,在ConA的浓度相同的情况下,聚合物溶液的浓度越大,越容易形成凝胶;第二取代基团的水溶性好,葡萄糖的侧基比例大,有益于凝胶的形成.     

丙烯腈废水中有机物的高压放电法降解机理

利用气相色谱-质谱探讨了丙烯腈废水中有机物的高压放电法降解机理.结果表明:丙烯腈的氰基首先被破坏生成丙烯酸,丙烯酸进一步被氧化生成乙酸,乙酸降解为甲酸,最后生成CO2.丁二腈首先降解为丁二酸,丁二酸再生成丙酸,并逐步降解为乙酸、甲酸,最后生成CO2.二氰乙基胺在降解过程中依次生成丙腈、丙酸、乙酸和甲酸,最后生成CO2....     

生物可降解聚膦腈材料的功能化及研究进展

聚膦腈是一类主链由磷氮原子交替组成,每个磷原子带有两个有机官能团侧基的有机-无机杂化高分子,其化学结构强大的可设计性赋予了材料丰富的理化性能。作为生物学用途的聚膦腈材料,生物相容性、生物可降解性和功能化改性是实现其应用的关键因素。本文从数种功能化聚膦腈(如光致荧光、导电、聚膦腈-聚酯共聚物)的制备、聚膦腈的降解机理和降解行为调控,以及生物可降解聚膦腈作为组织工程支架材料、药物载体材料和基因转染材料等几个方面,较为全面地综述了聚膦腈生物医用高分子的研究进展。     

氧化锰晶体作为催化材料调控氨氧化反应产物选择性

有机腈类化合物作为一类重要的化工原料,被广泛应用于医药/农药制造、精细化学品合成和高性能纤维/橡胶生产中.传统合成有机腈类化合物一般使用剧毒的氰化物作为腈化试剂,这类氰化物在危害人体健康的同时,也会严重污染生态环境.针对无氰化物的腈化过程,发展了很多新的反应路线,其中,采用氨气作为氮源的直接氨氧化引起了广泛关注.在该反应中,高温气固相氨氧化反应容易发生过氧化等副反应.与之相比,液相体系中的氨氧化过程反应条件则相对温和,可以有效抑制过氧化.但是,在液相反应中,腈类产物很容易被水合成酰胺类化合物,从而导致该反应的产物选择性大幅降低.本文研究发现,通过改变氧化锰晶体结构可以有效地调控醇类分子氨氧化反应中腈和酰胺产物的选择性.MnO2(包括α,β,γ和δ相)催化的氨氧化过程中,主要得到了酰胺(选择性>99.0％),而在相同反应条件下,α-Mn2O3却可以高选择性地催化醇氨氧化到腈类产物(选择性>99.0％),在该体系中,即使额外增加反应体系中水和催化剂的用量,腈类产物依然不会转化为酰胺产物.动力学研究结果表明,α-Mn2O3催化腈水合到酰胺的反应速率几乎为零,这说明该类催化剂可以有效抑制腈水合反应.原位红外光谱结果表明,α-Mn2O3表面无法有效活化水分子,并且对腈类分子的吸附较弱,这些因素都导致了腈水合反应难以进行,从而可以高选择性地形成腈类化合物.与之相反,MnO2催化材料则可以高效地活化水分子,并且对腈类分子吸附较强,从而有效促进了水合反应并获得了酰胺产物.综上,通过调控氧化锰的晶体类型就可以简单、有效地改变氨氧化反应中的产物选择性.即使在苛刻的反应条件下,例如较大量的水存在下,α-Mn2O3催化的反应体系中依然可以高选择性地获得腈类化合物.本文为高效调控氨氧化反应的产物选择性提供了一个可靠方案.     

含磷/氮/硫环交联磷腈微纳米管的合成及对环氧树脂的阻燃作用

采用原位模板法,以六氯环三磷腈(HCCP)和二羟基二苯砜(BPS)为原料合成了一种环状交联型不溶不熔的磷腈大分子——聚环三磷腈-二羟基二苯砜(PZS)微纳米管,研究了PZS对环氧树脂(EP)的阻燃作用及阻燃机理.利用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对PZS微纳米管进行了表征;采用热重分析(TG)考察了EP/PZS阻燃材料的热稳定性,并通过极限氧指数(LOI)和微型量热分析(MCC)测试了EP/PZS的阻燃性能.热降解实验结果表明,PZS微纳米管的加入使环氧树脂热降解温度降低,但残炭率显著提高.PZS微纳米管可以显著提高环氧树脂的阻燃性能,当阻燃剂添加量为5%时,环氧树脂的残炭率提高了46%,热释放速率峰值降低了约40%;LOI值从纯环氧树脂的26.0%提高到了30.6%.PZS微纳米管的加入还增强了环氧树脂的力学强度.阻燃性能的显著提高和力学性能的改善归因于PZS微纳米管在环氧树脂基体中的良好分散,以及燃烧炭化过程中生成的石墨化程度较高的类石墨烯结构的残炭,具有较高的抗氧化能力.研究结果表明,PZS微纳米管是一种优良、高效的具有潜在应用价值的阻燃剂.     

UV/H2O2光助氧化降解丽华实军蓝制衣染料（英文）

本文对UV/H2O2光助氧化降解丽华实军蓝制衣染料的效果及其影响因素和动力学进行了研究。结果表明,UV/H2O2对丽华实军蓝染料废液具有很好的处理效果,用量少,处理浓度高,且在发生光助氧化降解的同时还伴随着光分解反应。UV/H2O2体系的光助氧化反应和UV体系的光分解反应均为表观一级反应,前者活化能9.71 kJ.mol-1,指前因子1.61 min-1,后者活化能50.3 kJ.mol-1,指前因子3.88×105min-1。染料溶液初始pH为强碱性(pH=12)时染料降解率最大。     

羧甲基纤维素水凝胶生物降解动力学研究

用氯化铝对羧甲基纤维素进行交联,制得了水凝胶.考察了底物浓度、酶浓度以及降解温度对该水凝胶降解速率的影响,探讨了酶降解动力学及“表观”活化能对酶浓度的依赖关系.结果表明,该酶促反应最佳温度为37 ℃,降解反应对底物浓度和酶浓度的反应级数分别为1级和1.2级;得到了与传统的Michaelis-Menten动力学机制不同的非均相酶促反应动力学模型,确定了“表观”活化能与酶浓度之间的定量关系.     

聚双(2-吡咯基乙氧基磷腈)的合成、氧化交联和导电性研究

有机 /无机杂化聚磷腈具有优良的加工性能和使用性能 ,可以在许多领域获得应用 [1] .具有光电活性的聚磷腈研究也引起了广泛的关注 [2～ 4 ] . Allcock等 [2 ] 合成了具有离子传导特性的聚磷腈 ,可应用于锂离子电池 .具有非线性光学特性的聚合物也有研究报道 [3 ] . L eung等 [4 ] 合成了具有电致发光基团的聚磷腈 ,部分聚合物具有蓝光发射的特征 .合成化学键合的聚 (N -烷基 )吡咯通用聚合物复合膜材料已经得到了重视[5,6] .本文合成了 2 -吡咯基乙醇 ,将其与反应性无机聚合物聚 (二氯 )磷腈进行高分子取代反应 ,合成了含吡咯侧基的聚磷…     

超支化聚乙烯接枝马来酸酐及其过程中交联和降解反应的抑制

采用后过渡金属催化剂二-(2,6-二异丙基苯基)丁二亚胺溴化镍(IBNB),通过均相聚合法合成了高分子量和高支化度的超支化聚乙烯(HBPE).以二特戊基过氧化物(DTAP)为引发剂,研究了HBPE接枝马来酸酐(MAH)反应,并用N,N-二乙基肉桂酰胺(DECA)作为抑制剂,有效地抑制了接枝反应体系中的交联和降解副反应.接枝反应体系中分别加入相同摩尔量的DECA、N,N-二甲基乙酰胺、苯乙烯、3-(2-呋喃)丙烯酸、肉桂酸乙酯,通过比较接枝产物的凝胶含量和分子量,发现DECA抑制交联和降解副反应的效果最好,同时解释了DECA的作用机理.     

聚[(2-氯二乙氧基)x(三氟乙氧基)2-x]磷腈制备及核磁共振谱分析

以2-氯乙氧基乙醇、三氟乙醇和六氯环三聚磷腈为原料,合成2-氯二乙氧基和三氟乙氧基的混合取代聚磷腈。利用31P NMR对反应过程和聚合物的纯化过程进行跟踪,提供了六氯环三聚磷腈、聚二氯磷腈、以及这两种物质的2-氯二乙氧基、三氟乙氧基单一取代和共混取代产物的31P NMR谱图,并通过对这些核磁共振谱数据的对比分析。研究了聚合、取代反应进程和聚合物的提纯程度,建立了用31P NMR对其取代反应和纯化过程进行监测的方法。在以85%H3PO4为外标时,六氯环三聚磷腈的共振峰为δΡ21.30,聚二氯磷腈为δΡ16.61,三氟乙氧基取代环三聚磷腈是δΡ17.97,2-氯二乙氧基在不同位置上取代环三聚磷腈的共振峰是δΡ20.90、δΡ20.48和δΡ12.86处的三连峰,δΡ20.10、δΡ19.65和δΡ8.72处的五连峰则是2-氯二乙氧基和三氟乙氧基在不同位置上取代环三聚磷腈的共振峰,聚[(2-氯二乙氧基)x(三氟乙氧基)2-x]磷腈的共振峰是一个宽峰δΡ7.25。此外,δΡ-7.22对应聚二(2-氯二乙氧基)磷腈,δP-6.88对应聚二(三氟乙氧基)磷腈。对六氯环三聚磷腈和聚二氯磷腈而言,三氟乙氧基都是一种强的亲核取代基团,能够完全取代其上的氯,且取代产物易于通过丙酮-苯的溶解沉淀法去除小分子杂质而得到纯化,而2-氯二乙氧基能完全取代聚二氯磷腈上的氯,但对六氯环三聚磷腈只能部分取代,且须通过更多次的溶解沉淀才能从聚合物中去除杂质。