接枝型三相转移催化剂的制备及其催化作用

将苯乙烯(St)接枝聚合在微米级硅胶表面,制备了接枝微粒PSt/SiO2;使用新型氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷,对接枝在硅胶表面的聚苯乙烯进行了氯甲基化(CM)反应,制得了氯甲基聚苯乙烯/硅胶(CMPS/SiO2)接枝微粒;使三乙胺与CMPS分子链上的苄氯基团发生季铵化反应,制得了固载有季铵盐(Quaternary salt)的接枝微粒QPSt/SiO2,即制得了接枝型三相相转移催化剂.将此相转移催化剂用于氯化苄与乙酸钠合成乙酸苄酯的相转移催化反应,考察了催化活性、各种因素对相转移催化反应的影响及催化剂的重复使用性能.实验结果表明,接枝型三相相转移催化剂QPSt/SiO2对乙酸苄酯的合成具有较高的催化活性,在液-固-液之间即可有效地实现反应物种乙酸根的转移,在60℃的较低温度下反应7 h,氯化苄的转化率可达66.1%;研究发现,固体催化剂QPSt/SiO2表面接枝聚合物PSt的季铵化程度对其催化活性有很大的影响,季铵化程度过大与过小催化活性都较低,当季铵化程度为20%左右时,催化剂的活性最高.     

氯甲基聚苯乙烯/硅胶复合微粒的制备与表征

采用"接出(grafting from)"方式,在溶液聚合体系中将苯乙烯(St)接枝聚合在微米级硅胶表面,制备了接枝微粒PSt/SiO2;使用新型氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷,对接枝在硅胶表面的聚苯乙烯进行了氯甲基化(CM)反应,制得了氯甲基聚苯乙烯/硅胶(CMPS/SiO2)复合微粒.采用热重分析(TG)测定了PSt/SiO2的接枝度,并使用扫描电子显微镜(SEM)观察了其形貌;通过红外光谱法(FTIR)与佛尔哈德分析法表征了CMPS/SiO2的化学结构与组成.重点考察了各种因素对PSt/SiO2氯甲基化反应过程的影响规律.研究结果表明,CMPS/SiO2的制备不仅具有绿色环保的特点,而且反应容易控制.反应时间、溶剂种类与用量、催化剂种类与用量及氯甲基化试剂的用量等因素均会对该复合微粒的制备产生影响,如影响CMPS/SiO2的氯甲基化程度;抑制或促进已接枝的PSt大分子链之间通过Friedel-Crafts反应发生交联.若选用SnCl4为催化剂,以CH2Cl2为溶剂,在室温下反应10 h左右,可制得氯含量接近16 wt%(以接枝的PSt为基准计算)的CMPS/SiO2.     

接枝型三相相转移催化剂的制备及其催化作用

将苯乙烯（St）接枝聚合在微米级硅胶表面,制备了接枝微粒PSt／SiO2;使用新型氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷,对接枝在硅胶表面的聚苯乙烯进行了氯甲基化（CM）反应,制得了氯甲基聚苯乙烯／硅胶（CMPS／SiO2）接枝微粒;使三乙胺与CMPS分子链上的苄氯基团发生季铵化反应,制得了固载有季铵盐（Quaternary salt）的接枝微粒QPSt／SiO2,即制得了接枝型三相相转移催化剂．将此相转移催化剂用于氯化苄与乙酸钠合成乙酸苄酯的相转移催化反应,考察了催化活性、各种因素对相转移催化反应的影响及催化剂的重复使用性能．实验结果表明,接枝型三相相转移催化剂QPSt／SiO2对乙酸苄酯的合成具有较高的催化活性,在液-固-液之间即可有效地实现反应物种乙酸根的转移,在60℃的较低温度下反应7h,氯化苄的转化率可达66．1％;研究发现,固体催化剂QPSt／SiO2表面接枝聚合物PSt的季铵化程度对其催化活性有很大的影响,季铵化程度过大与过小催化活性都较低,当季铵化程度为20％左右时,催化剂的活性最高．     

乙酸苄酯合成中接枝型三相相转移催化剂的活性及催化反应动力学

采用"接出(grafting from)"方式,将苯乙烯(St)接枝聚合在微米级硅胶表面,然后对接枝的聚苯乙烯进行了氯甲基化(CM)反应,制得了氯甲基聚苯乙烯/硅胶微粒(CMPS/SiO2);使三丁胺与三苯基膦分别与CMPS大分子链上的苄氯基团发生季铵化与季鏻化反应,分别制得了固载有季铵盐与季鏻盐的接枝微粒QN-PSt/SiO2与QP-PSt/SiO2,即制得了两种接枝型三相相转移催化剂.将该催化剂用于苄氯与乙酸钠合成乙酸苄酯的相转移催化反应,并重点考察了催化剂的活性与催化动力学.实验结果表明,两种接枝型三相相转移催化剂QN-PSt/SiO2与QP-PSt/SiO2对乙酸苄酯的合成都具有明显的催化活性,在液-固-液之间可有效地实现反应物种乙酸根的转移;两者相比,季鏻盐型的催化剂QP-PSt/SiO2的催化活性更高;当水相中乙酸钠用量大大过量时,在有机相中苄氯与乙酸根的反应属准一级反应;两个相转移反应体系相比,以QP-PSt/SiO2为催化剂时反应的表观活化能更低.     

阳离子功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO_2的制备及其对阿魏酸吸附特性的研究

使含有氨基的改性硅胶微粒表面的氨基与溶液中的过硫酸盐构成氧化-还原引发体系,实施了甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)在硅胶微粒表面的引发接枝聚合,制得接枝微粒PDMAEMA/SiO2;又以氯乙胺为试剂,使接枝的大分子PDMAEMA的叔胺基团发生季铵化反应,实现了接枝微粒PDMAEMA/SiO2的季铵化(Quaternization)转变,制得了阳离子性功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO2。采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及Zeta电位测定等多种手段对两种微粒进行了表征。主要研究了温度对接枝聚合和季铵化转变反应的影响,优化了反应条件。还考察了功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO2对阿魏酸的子吸附性能。研究结果表明,采用-NH2//S2O82-表面引发体系,可有效地实现DMAEMA的接枝聚合,适宜的反应温度为35℃;氯乙胺与接枝微粒叔胺基团之间的季铵化反应可顺利进行,适宜的反应温度为60℃,叔胺基团的季铵化度可达82%。凭借主-客体之间的强静电相互作用并协同以阳离子-π相互作用,功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO2对阿魏酸可产生很强的吸附作用,在中性条件下,吸附容量高达187mg/g。     

聚砜阴离子交换膜的制备及结构与性能研究

以1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB)为氯甲基化试剂,使聚砜(PSF)发生氯甲基化反应,制得了氯甲基化聚砜(CMPSF),考察了主要因素对聚砜氯甲基化反应的影响,并使用FTIR及1H-NMR等法对CMPSF的化学结构进行了表征.采用三乙胺(TEA)、三丙胺(TPA)及三丁胺(TBA)等3种叔胺对CMPSF进行了季铵化反应,并以4,4′-联吡啶为交联剂实施了交联反应,制备了聚砜阴离子交换膜(PSFAEM).测定了交换膜PSFAEM的主要性能,包括离子交换容量(IEC)、含水量(WC)及膜电阻(Rm).实验结果表明,使用BCMB,聚砜的氯甲基化反应可顺利进行,以氯仿为溶剂,以SnCl4为Lewis酸催化剂,可制得氯甲基化程度为1.75mmol/g的CMPSF.交换膜PSFAEM的IEC、WC及Rm与季铵化反应时间及叔胺的种类密切相关.季铵化反应时间相同时,采用烷基中碳原子数少的叔胺TEA所制备的交换膜具有高的IEC与WC,低的Rm;使用同一种叔胺时,随季铵化反应时间的增长,交换膜的IEC与WC增大,Rm减小.     

强碱阴离子交换树脂合成及热稳定性能研究

氯甲基化聚苯乙烯树脂与不同的叔胺反应制备了含不同季铵基团的强碱树脂.将氯甲基化聚苯乙烯树脂进行硝化、溴化反应后,再用三甲胺进行季铵化制备了苯环上含有吸电子基团的强碱树脂,测定了所制备树脂在水中的热稳定性.结果表明,位阻较大的季铵表现出较高的热稳定性;硝化、溴化后的树脂热稳定性有一定改善;而热重分析表明苯环上引入吸电子取代基不利于提高碱基在高温下的稳定性.     

侧基含可光交联肉桂酸酯基的光敏聚苯乙烯的合成及其性能

采用氯甲基化试剂氯甲醚对聚苯乙烯(PS)实施了氯甲基化反应,然后使肉桂酸与氯甲基化聚苯乙烯(CMPS)的苄氯基团在碱性条件下发生亲核取代反应,成功制得了可光交联的光敏聚苯乙烯。利用1H-NMR、FT-IR、UV-Vis、TGA等测试手段对该聚合物的结构和热性能进行了表征及测试。探讨了反应时间对氯甲基化反应和接枝反应的影响。结果表明,合成得到的光敏PS具有良好的溶解性、热性能以及光敏性。     

表面引发接枝聚合法制备接枝微粒PHEMA/SiO2及其8-羟基喹啉功能化转变研究

通过用表面引发接枝聚合和高分子反应制备8-羟基喹啉型复合螯合微粒.首先使用γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AMPS)对微米级硅胶微粒进行表面改性,制得改性微粒AMPS-SiO2;使改性微粒AMPS-SiO2表面的氨基与溶液中的过硫酸盐构成氧化-还原引发体系,实施了甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)在硅胶微粒表面的高效引发接枝聚合,制得了接枝微粒PHEMA/SiO2.又以5-氯甲基-8-羟基喹啉(CHQ)为试剂,使接枝的PHEMA发生大分子反应,实现了接枝微粒PHEMA/SiO2的8-羟基喹啉功能化转变,制得了复合微粒HQ-PHEMA/SiO2.采用多种手段对两种微粒进行了表征,重点研究了氨基-过硫酸盐表面引发接枝体系的接枝聚合机理,并研究了CHQ与接枝PHEMA的醇羟基之间取代反应的机理,还初步考察了功能微粒HQ-PHEMA/SiO2对重金属离子的螯合吸附性能.研究结果表明,氨基-过硫酸盐表面引发接枝聚合体系具有很高的引发活性,在室温(30℃)即可制得高接枝密度(40 g/100g)的接枝微粒PHEMA/SiO2;CHQ与接枝PHEMA的醇羟基之间的取代反应遵循SN1的反应历程,使用强极性溶剂有利于反应的进行.微粒HQ-PHEMA/SiO2对重金属离子呈现很强的螯合吸附能力,是一种功能复合微粒.     

线型氯甲基聚苯乙烯的制备新方法

在均相反应体系中,以SnCl4为催化剂,CCl4为溶剂,自制的1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB)为氯甲基化试剂,制得了完全线型化的氯甲基聚苯乙烯(CMPS),其结构和组成经IR和佛尔哈德分析法表征。最佳氯甲基化反应条件为:聚苯乙烯2.0 g,BCMB 10 mL,SnCl41 mL,CCl430 mL,于18℃反应17 h。在最佳反应条件下,CMPS的氯甲基化程度达68%。