钼体系催化剂合成1,2-聚丁二烯的研究

本工作系统研究了Ziegler-Natta型钼催化体系在加氢汽油中对丁二烯聚合的催化作用,发现了一类活性很高的铂催化剂。同时还找到了大幅度调节聚合物分子量和链结构的方法,初步考察了铂体系催化丁二烯聚合动力学。本作还利用红外光谱¹³C-NMR,X-射线衍射和热分析等方法研究了所得聚合物的链结构和聚集态结构,并对聚合物的基本物理机械性能进行了考察。     

(甲基)丙烯酸氟烷基酯的“活性”/可控聚合

带氟烷基侧链的(甲基)丙烯酸氟烷基酯聚合物是一类具有独特表面性能和光学特性的氟聚合物,传统的自由基共聚合由于无法调节聚合物的微细结构和氟原子的分布,限制了该类聚合物在更广领域的应用.活性聚合为聚合物分子设计和合成提供了一个有效方法,利用活性聚合方法可以获得预期结构和性能的含氟嵌段聚合物材料.由于引入了氟烷基侧链,(甲基)丙烯酸氟烷基酯的活性聚合又有其特殊性,本文针对它的活性阴离子聚合、基因转移聚合、活性自由基聚合等方面作一综述.     

可溶性聚吡咯甲烷的制备与光学性能研究

以3-酰基吡咯和对二甲氨基苯甲醛为原料,采用均相聚合法和非均相聚合法分别制备了两种可溶性的聚吡咯甲烷衍生物(聚合物A和B)。利用红外光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和X射线衍射谱对产物的分子结构、光学性能和聚集态结构进行了表征和分析。紫外-可见吸收光谱显示,所制备的产物在430~650nm可见光范围内均有明显的吸收。荧光光谱表明,两种聚合产物均为蓝色荧光材料。X射线衍射谱表明,两种聚合物的聚集态结构均为完全非晶态。     

新型共轭聚合物的设计合成及其在场效应晶体管的应用

近年来,有机场效应晶体管(OFETs)由于在柔性器件和可穿戴电子学中的潜在应用受到了学术界和工业界的普遍关注,尤其是以聚合物半导体材料构筑的晶体管性能得到了快速的发展.如何设计合成用于OFETs的高性能聚合物半导体材料,一直是我们的追求目标.然而,分子结构对迁移率的影响仍缺少系统的比较.本文综述了近年来国内外新型聚合物材料的最新进展.我们按照材料的种类以及载流子的传输类型进行了分类,对高性能聚合物材料的发展过程、材料的设计思路以及相应的FETs性能进行了系统地归纳总结.通过研究分子及分子聚集态结构与器件性能之间的关系,希望为以后设计合成新型的高性能的聚合物材料提供有益的借鉴和指导.     

RAFT聚合在聚合物分子结构设计中的应用

可逆加成-断裂链转移(reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT)聚合是一种新型的活性/可控自由基聚合方法,在制备窄分子量聚合物和设计聚合物分子结构方面具有独特的优势。本文首先介绍RAFT活性自由基聚合的机理、体系、特点及链转移(RAFT)试剂的选择,然后总结了近年来国内外利用RAFT聚合技术在设计无规和交替共聚物方面的应用,详细介绍了该方法在制备特殊结构共聚物,如嵌段、梯度、接枝、星形、树形和梳形结构聚合物的新应用,并对RAFT聚合技术在今后的研究重点和应用前景做了展望。     

控制/活性自由基聚合的进展

1活性自由基聚合1.1控制/活性自由基聚合自由基聚合是工业生产乙烯基类聚合物的重要方法。因其可聚合的单体种类多,能以水为介质进行悬浮和乳液聚合,反应温和,聚合工艺操作简便,重现性好,自20世纪50年代以来已成为工业生产高分子产品的重要技术。由于自由基聚合中增长链自由基很活泼,容易发生双分子偶合或歧化终止以及链转移反应,得到无活性的聚合物,聚合产物分子量分布宽、分子量和结构不可控制,从而影响聚合物的性能,需要改进。活性自由基聚合起始于20世纪80年代,在90年代取得了突破性进展,并成为当今高分子化学研究的热点之一。由于它能…     

氟烯烃的活性/可控自由基聚合研究进展

含氟聚合物具有优异而独特的性能,主要是通过氟烯烃的聚合反应合成的。自从上世纪90年代以来,活性/可控自由基聚合反应获得极大的进展,发展了多种活性自由基聚合的方法,为聚合物的精确设计、合成提供了强有力的手段。氟烯烃的活性/可控自由基聚合反应研究始于上世纪70年代,碘转移聚合已经成功地应用于含氟热塑性弹性体的商业化生产。文献已经报道的氟烯烃活性/可控自由基聚合反应包括碘转移聚合(ITP)、烷基硼自由基聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)或黄原酸酯交换法(MADIX)等。通过这些方法可以制备出分子量确定、结构多样化的含氟聚合物,如嵌段、接枝和遥爪聚合物等,使含氟聚合物的应用范围得到进一步拓展。本文结合本课题组的研究工作,对氟烯烃活性/可控自由基聚合反应的研究进展进行了简要综述。     

可逆加成-断裂链转移自由基聚合研究进展

RAFT(Reversible addition-fragmentation chain transfer,可逆加成-断裂链转移)自由基存在链增长自由基与链转移剂(RAFT试剂)之间的可逆蜕化转移,现已广泛应用于聚合物分子结构设计及众多功能高分子材料的合成,受到众多高分子研究者的关注,是一种发展较快的可控/活性聚合技术.本文在简要介绍了RAFT聚合发展历程基础上,综述了RAFT聚合反应机理,RAFT试剂的结构及其对聚合性能的影响,RAFT试剂与单体的匹配性,RAFT聚合实施方法等.同时也对RAFT聚合反应的发展进行了展望.     

超支化聚合反应的多尺度模拟

超支化聚合物具有与树枝状大分子相似的物理和化学性质,其具有合成简单、分子量分布宽等突出特点,超支化聚合物分子的结构形成取决于聚合反应过程,本文介绍了超支化聚合反应模拟研究的最新进展.首先介绍了八位置键涨落粗粒化格子模型在超支化聚合反应模拟中的应用,该方法考虑了聚合物分子空间位阻效应、分子内成环和反应点活性等影响因素,从而可以模拟不同类型的超支化聚合反应;为了定量描述单体和聚合物分子结构,研究者进一步发展了杂化多尺度超支化聚合反应模拟方法,该方法通过玻尔兹曼反演迭代方法获取单体和聚合物特异性粗粒化力场,然后通过粗粒化分子动力学方法结合反应性Monte Carlo方法对特异性超支化聚合反应进行定量模拟.多尺度聚合反应模拟不仅可以精确计算超支化聚合物分子量、多分散性指数和支化度等一般性聚合物参数,还可以获取分子成环率、超支化大分子构象等重要分子结构信息,在超支化聚合反应基础研究与预测方面具有重要应用价值.     

可逆加成-断裂链转移自由基聚合研究进展

综述了活性/可控自由基聚合中的可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合研究进展;总结了RAFT试剂、RAFT聚合反应条件、RAFT聚合物及其结构形貌的最新研究进展;指出RAFT自由基聚合反应已被作为重要方法之一用于合成具有特定分子结构的聚合物.     

超支化高分子结构和聚集态研究的新进展

超支化高分子上具有大量的活性末端基,对这些末端基的修饰和功能化会使其聚集态结构发生变化.文中针对超支化高分子所具有的独特结构和性能特点,概述了超支化高分子的构象结构和聚集态结构的研究现状,系统讨论了超支化高分子的支化度、分子量分布、空间尺度、玻璃化转变温度和特性粘度等分子结构参数,并在此基础上介绍了超支化高分子的物理化学性质和分析表征方法,同时综述了国内外学者在该领域的贡献,展望了该领域的研究进程和发展前景.     

原子转移自由基聚合在分子结构设计中的应用进展

原子转移自由基聚合(ATRP)是一种新型"活性"/可控聚合技术,可有效地实现对聚合物分子结构的设计,精准地控制聚合物分子结构。本文在介绍了官能团反应法、偶联反应法以及自由基聚合法制备ATRP大分子引发剂的基础上,进一步介绍了通过控制大分子引发剂"活性"点位置进行聚合物结构设计。同时还着重综述了大分子引发剂在嵌段聚合物、梳状聚合物、分子刷聚合物、树状及超支化聚合物和星形聚合物分子设计中的应用。     

基于高真空实验技术活性阴离子聚合方法学研究进展

活性阴离子聚合能够得到分子量及分布可控的模板聚合物,是环状、树枝状以及多臂星形等复杂拓扑结构聚合物的重要合成方法。高真空实验技术能够使反应环境彻底封闭、杜绝杂质影响从而得到更加精确的实验数据,因此成为活性阴离子聚合理论研究的重要手段。本文对基于高真空实验技术的活性阴离子聚合方法学研究进行了总结,通过多官能引发剂、“大单...     

可控活性聚合多乙烯基单体制备新型单链超内环化聚合物的研究历史及进展

多乙烯基单体因其方便易得、固有的反应多活性位点而一直是合成多种复杂拓扑结构聚合物的理想单体;然而Flory-Stockmayer(F-S)均相场理论及广泛的前期尝试已证实多乙烯基单体的聚合会在极低转化率(10%)下形成凝胶,而无法进行可控聚合.近年来,可控活性聚合方法的发展为动力学控制下的多乙烯基单体聚合奠定了基础,并成功合成多种具有不同复杂结构的聚合物.特别地,合成了具有新颖拓扑结构的单链超内环化聚合物.本文综述了近年来多乙烯基单体聚合的历史,动力学控制下的可控活性聚合机理以及单链超内环化聚合物的聚合过程、结构特征、应用等,展望了该新颖结构聚合物的应用前景,并对多乙烯基单体的可控活性聚合领域的未来发展提出了建议.     

通过分子复合超分子方法制备高性能高分子材料

分子复合可调控聚合物超分子结构和聚集态结构,提高其性能,是高分子材料制备和高性能化的超分子方法.本文介绍了我们研究组近几年来通过分子复合超分子方法制备新型高分子材料的一些研究工作,如实现PVA的热塑加工,制备高性能熔纺纤维、吹塑薄膜、中空瓶、注塑制品等;制备新型聚合物无卤阻燃剂MCA,大大简化其合成工艺,并具有更高阻燃...     

透射电子显微镜在聚合物不同层次结构研究中的应用

聚合物材料的性能与功能取决于各级结构,其中化学结构决定材料的基本功能与性能,而不同层次聚集态结构能够改变材料的性能和赋予材料特殊功能,如高取向超高分子量聚乙烯的模量比相应非取向样品提高3个数量级,聚偏氟乙烯的β和γ结晶结构则能赋予其压电、铁电等特殊功能.因此,明确聚合物不同层次聚集态结构的形成机制、实现各层次结构的精准...     

芳醚树枝形聚合物体系的设计合成以及构象的研究

树枝形聚合物是一类围绕中心核外围链段随着代数的增加以指数级别增长的化合物,它具有高度的几何对称性、精确的分子结构、分子内存在空腔、分子本身具有纳米尺寸等特点.由于其具有精美的结构,树枝形聚合物在高分子、催化、光化学、材料科学等方面具有广泛的应用前景.材料的结构决定它的性能以及应用,为了拓宽树枝形聚合物的应用范围,对其结构以及构象的研究就显得颇为重要.     

低表面能聚合物的聚合进展

低表面能聚合物材料是低表面能材料中重要的一类.这类材料性能独特,用途广泛,尤其体现在涂料领域,用作防污涂层.目前,低表面能聚合物主要有氟碳树脂、有机硅树脂及氟硅树脂三种.有关这三种材料的合成研究十分活跃,出现了众多的合成研究报道.按合成过程对应的聚合机理划分,主要有基团转移聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、自由基聚合、活性官能团间的反应.本文按聚合机理划分方法对低表面能聚合物近期的合成研究进展进行综述.     

两亲性共聚物的分子设计与合成及其共混膜性能

从分子结构设计出发,采用自由基聚合、醚化、酯化、原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT)等方法合成了一系列具有不同分子结构(包括接枝、嵌段、交替、超支化等)和链形态(包括直链、梳状、哑铃状、链球状等)的两亲性共聚物,并对这些聚合物进行了谱学表征和性能测试.将这些两亲性共聚物与聚合物膜材料(包括聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚醚砜酮等)进行溶液共混,通过相转化法制备共混膜,在成膜热力学和动力学分析的基础上,对共混膜的结构和性能进行调控.研究发现,两亲性共聚物在成膜过程中自发地向膜表面迁移富集,并进行自组装,在膜表面形成两亲性共聚物包膜,显著改善了聚合物多孔膜的亲水性和抗污染性能.此外,两亲性共聚物中的功能基团还可赋予共混膜某些功能特性,如生物相容性、环境响应性(pH、温度敏感性)、酶活性等.     

聚丙烯材料聚集态结构的定量表征及其与力学性能的关系

报道了用IAS4图像分析系统研究聚丙烯材料的聚集态结构 ,表明用图像分析仪可定量表征结晶型聚合物材料球晶和第二相颗粒在基体中的形态 .通过材料聚集态结构的定量测定 ,对材料性能的变化可作出满意的解释 ,是研究结晶型高聚物结构与性能关系的有效手段