结合表面引发的原子转移自由基聚合和气/固反应制备CdS纳米微粒/聚苯乙烯核壳微球

结合表面引发的原子转移自由基聚合和气/固反应制备CdS纳米微粒/聚苯乙烯核壳微球. 以表面富含环氧基团的聚苯乙烯微球为基底, 利用开环反应在水相中一步接枝表面引发剂, 然后在聚苯乙烯微球表面引发甲基丙烯酸镉的原子转移自由基聚合, 最后通入H2S气体原位生成CdS纳米微粒. 生成的CdS纳米微粒复合的核壳微球呈草莓状形貌, 且具有良好的光学性能.     

用ATRP方法制备聚苯乙烯/纳米二氧化硅杂化粒子

采用过量的甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)对SiO₂纳米粒子表面进行修饰, 将原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂引入到SiO₂粒子表面合成大分子引发剂, 采用ATRP技术将聚苯乙烯(PS)大分子链接枝到SiO₂表面制备出以纳米二氧化硅为核, 聚苯乙烯为壳的PS/SiO₂杂化粒子. 利用红外光谱(FTIR)、核磁共振谱( NMR)、凝胶色谱(GPC)等实验手段对杂化粒子及表面接枝聚苯乙烯进行了表征分析.     

热敏性聚(N-乙烯基异丁酰胺)接枝高分子微球的合成

用自由基聚合和端基反应法合成了大分子单体聚 (N 乙烯基异丁酰胺 ) (PNVIBA) ,将其与苯乙烯在乙醇 水的混合溶剂中进行分散共聚 ,得到了PNVIBA接枝聚苯乙烯 (PNVIBA g PSt)高分子微球 .用GPC、激光光散射和电子显微镜等对聚合物的分子量和微球直径及形态进行了表征 .研究结果表明 ,大分子单体PNVIBA和PNVIBA g PSt高分子微球具有明显的热敏性 ,并且发现PNVIBA g PSt微球直径和形态可通过改变反应条件加以控制 ,得到了一种新形态的亚微米级高分子微球     

纳米TiO2表面接枝聚苯乙烯及其抗紫外老化研究

利用偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳米TiO₂进行表面预处理, 在此基础上通过分散聚合工艺制备聚苯乙烯(PSt)接枝包覆纳米TiO₂. 运用红外光谱、热重分析及透射电镜对处理前后纳米TiO₂进行了表征, 并通过紫外人工加速老化试验比较了表面处理前后纳米TiO₂对聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PSt)体系的抗紫外老化性能. 结果显示: KH570与纳米TiO₂表面羟基进行了缩合, PSt在粒子表面实现了接枝聚合, 接枝率约为60% (w); PSt接枝包覆纳米TiO₂呈均匀的微球形, 纳米TiO₂被包覆于微球内部; PSt接枝包覆后纳米TiO₂在PP/PSt中的分散效果较改性前有显著的改进, 其抗紫外老化性能明显优于改性前体系.     

N-苯基马来酰亚胺/对氯甲基苯乙烯活性可控超支化交替共聚合的研究

采用核磁共振氢谱, 研究了N-苯基马来酰亚胺(NPMI)与对氯甲基苯乙烯(PCMS)在氘代氯仿中的络合性能. 以PCMS作为引发剂单体, 通过原子转移自由基聚合(ATRP)引发NPMI-PCMS电子转移络合物(CTC)进行活性可控超支化共聚合. 考察了单体初始摩尔分数对共聚物组成和其玻璃化转变温度的影响, 用Kelen-Tudos法计算得到两种单体的竞聚率分别为 r_NPMI＝0.11和r_PCMS＝0.25. 结果表明, 当单体配比f_NPMI＝0.4～0.7时, 共聚物具有交替结构, 其耐热性随着NPMI含量的增加而提高. 此外还考察了溶剂、聚合温度等对共聚合反应动力学的影响. 并进一步用所得超支化交替共聚物作为大分子引发剂, 引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合, 制得了多臂超支化接枝共聚物 poly(NPMI-co-PCMS)/poly(MMA).     

受限空间内聚苯乙烯微粒的制备

以(N,N-二甲氨基-4-吡啶)五氰合铁(II)封端的聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物(EPE-Fe)与苯乙烯在水中自组装形成纳米体系(EPE-Fe-St), 在纳米尺度受限空间内进行了苯乙烯自由基聚合, 制备了聚苯乙烯微球(EPE-Fe-PS). 用Fe³⁺对自组装体系的纳米球壳进行固化后形成Fe-EPE-Fe-St 体系, 聚合后也制备了聚苯乙烯微球(Fe-EPE-Fe-PS). 研究结果表明,制备了粒径为60～200 nm 的不同粒径单分散聚苯乙烯微球, 聚合温度对纳米Fe-EPE-Fe-St 体系粒径影响较小, 而对EPE-Fe-St 体系较大. 在受限空间内苯乙烯的自由基聚合可得到数均分子量超过70 万的聚苯乙烯; 自组装体系中引发剂量增多使聚苯乙烯分子量下降, 聚合温度上升也使分子量下降, 而增加自组装的EPE-Fe 用量可增加聚苯乙烯的分子量. 两种受限条件下的聚苯乙烯微球的玻璃化转变温度(T_g)在90～135 ℃之间, 纳米反应器壳层的硬化提高了聚苯乙烯微球的T_g.     

光敏性单分散核-壳树莓状PSt/PAM微球制备

采用分散聚合两步加料法,在成核期后向反应体系加入光引发转移终止剂(photo-iniferter)单体2-N,N-二乙基二硫代氨基甲酰氧基乙酸β-甲基丙烯酰氧基乙酯(MAEDCA)制备了核-壳单分散光敏性聚苯乙烯(PSt)微球;进一步,在甲醇介质中,利用光敏性微球在紫外光辐照下引发单体丙烯酰胺(AM)进行表面沉淀接枝聚合,制得了表面亲水、树莓状(raspberry-like)PSt/PAM微球.采用SEM及TEM观察了所得微球的结构和形貌,FTIR、UV-Vis、1H-NMR及XPS分析表明微球的photo-iniferter基团含量随MAEDCA加入量增大而提高,同时补加一定量的MAEDCA、St、AIBN、甲醇及水时所得光敏性PS微球单分散性最好;微球表面接枝PAM后变得亲水并可大量吸附Ag纳米粒子.     

原子转移自由基聚合的最新研究进展*

原子转移自由基聚合(ATRP)是目前为止最具工业化应用前景的“活性”/可控自由基聚合之一。近年来对其广泛的研究使这一技术逐渐向着“提高可操作性”与“尽可能地减少金属催化剂用量”方面发展;与此同时,诞生了不同催化体系的ATRP衍生技术,如反向原子转移自由基聚合(RATRP)、正向反向同时引发的原子转移自由基聚合(SR&NI ATRP)、引发剂连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICAR ATRP)、电子转移生成催化剂的原子转移自由基聚合(AGET ATRP)和电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)等多种基于ATRP的新方法。本文概述了这几种ATRP体系的发展历程与基本原理,并对其国内外的最新研究进展进行了综述。     

通过大分子单体的“点击”反应合成超支化聚苯乙烯

用一端带有一个叠氮基,另一端带有两个炔基的聚苯乙烯(PSt)大分子单体,通过"点击"化学反应,成功制备了结构规整的超支化聚苯乙烯。首先,L-天冬氨酸经过溴化和酯化两步反应得到含有两个炔基的原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂——2-溴代琥珀酸双炔丙基酯(BPBS),然后引发苯乙烯的ATRP,并通过NaN3的取代反应把末端溴转化为叠氮基,得到AB2型大分子单体(CH≡C)2-PS-N3。这种大分子单体通过"点击"反应聚合得到超支化聚苯乙烯,根据多角度激光光散射(MALLS)测试结果,最终产物重均聚合度DPw可达53,分子量分布Mw/Mn=1.53。     

由氨解PDVB-alt-MAH纳米粒子作稳定剂的超声乳化-Pickering乳液聚合反应研究

采用以氨解的聚(二乙烯基苯-马来酸酐)交联共聚物纳米粒子(PDVB-alt-MAH nanoparticles,PDMNPs)为稳定剂、偶氮二异丁腈为引发剂、去离子水为分散介质、苯乙烯(St)为单体构成的体系,制备出聚苯乙烯(PSt)微球.利用扫描电子显微镜、激光粒度仪等仪器考察了PSt微球的形貌和粒径,分别探讨了单体乳液的稳定性、机械搅拌速率、稳定剂用量对聚合反应的影响,结果指出超声乳化和机械搅拌是必要的工艺条件,同时,发现在0.58 wt%~11.76 wt%(g/g St)的范围内增大稳定剂用量,PSt微球产物的尺寸由200 nm减小至90 nm;利用凝胶渗透色谱对聚合过程动力学进行了追踪分析;利用红外吸收光谱、X射线光电子能谱对PSt微球的化学结构进行了表征.研究结果表明,由氨解PDMNPs稳定的超声乳化-Pickering乳液聚合体系具有如下特点:(1)PDMNPs稳定效率高;(2)超声辅助的乳化设备简单;(3)所制备的球形PSt粒子表面无皂洁净、粒径分布较窄.该聚合方法用于甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和α-甲基苯乙烯(AMS)等其他常见单体的聚合,结果表明,该方法对制备油溶性单体的聚合物微球具有普适性和通用性.     

Preparation of P4VP-g-PSt Copolymer Microspheres with Controllable Size by Atom Transfer Radical Polymerization Synthesized Poly(4-vinylpyridine) Macromonomer

Poly(4‐vinylpyridine) macromonomer (St‐P4VP) with a styryl end group was synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP) of 4‐vinylpyridine using p‐(chloromethyl)styrene (CMSt) as functional initiator, CuCl as catalyst and tris[2‐(dimethylamino)ethyl]amine (Me₆TREN) as ligand in 2‐propanol. The structure of St‐P4VP macromonomer was identified by proton nuclear magnetic resonance (¹H NMR). The result of gel permeation chromatography (GPC) illustrated that the number‐average molecular weight of St‐P4VP could be controlled by adjusting polymerization conditions. Poly(4‐vinylpyridine) grafted polystyrene microspheres (P4VP‐g‐PSt) were then prepared by dispersion copolymerization of styrene with St‐P4VP macromonomers. The effects of polymerization reaction parameters such as medium polarity, concentration of St‐P4VP macromonomer and polymerization temperature on the sizes and size distribution of P4VP‐g‐PSt microspheres were investigated. The results of transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM) and laser light scattering (LLS) indicated that mono‐dispersed P4VP‐g‐PSt microspheres with average diameters of 100–200 nm could be obtained when the molar ratio of St to St‐P4VP was 0.25:100 in ethanol/water mixed solvents (V/V=80:20) at 60°C. Such kind of graft copolymer microspheres was expected to be applied to many fields such as drug delivery system and protein adsorption/separation system due to their particular structure.     

多氯联苯系列化合物的热力学性质和稳定性的密度泛函理论研究

在B3LYP/6-31G*水平上计算了218个多氯联苯系列化合物(PCB), 得到分子总能量(E_T)、焓(H°)、熵(S°)、自由能(G°)、零点振动能(E_ZPV)、恒容热容(C_V°)和热能校正值(E_th), 研究了这些参数与氯原子的取代数目及取代位置的关系.氯原子置换在不同的位置使E_T, H°和G°数值增加的顺序为: 2(6)位>>3(5)位＞4位, 即置换在2(6)位最不稳定; 两个氯原子在同一苯环比分别处于两个苯环的E_T, H°和G°增大, 增加的顺序为: 邻位>>间位＞对位, 即相互处于邻位最不稳定. 每增加1个氯原子, S°增大约30 J•(mol•K)^－1, E_th减小约22.2 kJ•mol^－1, E_ZPV减小约25.5 kJ•mol^－1, C_V°增大约16 J•(mol•K)^－1. 根据异构体自由能的相对大小, 从理论上求得异构体的相对稳定性顺序.     

一步法制备PNIPAAm-g-PAN/PSt载银复合微球及其抗菌性能研究

以AgNO3为金属源,通过乙醇将与聚N-异丙基丙烯酰胺接枝聚丙烯腈/聚苯乙烯（PNIPAAm-g-PAN/PSt）聚合物微球表面酰胺基团配位的银离子（Ag+）还原,一步法制备了PNIPAAm-g-PAN/PSt载银复合微球。通过傅立叶变换红外（FTIR）和紫外-可见光光谱表征发现,由Ag+还原所得的Ag纳米颗粒被成功地固载在PNIPAAm-g-PAN/PSt 微球上;用透射电子显微镜（TEM）对载银微球的大小和形态进行了表征;热重分析（TGA）结果表明,固载在微球表面的银纳米颗粒的含量（质量分数）为12%;抗菌实验结果表明,所制备的载银微球具有抗革兰氏阴性菌的活性。     

Ag/ZrO2催化剂上的1,2-丙二醇选择性气相氧化反应

采用浸渍法制备了一系列Ag/ZrO₂催化剂, 考察了Ag/ZrO₂催化剂对1,2-丙二醇选择性氧化合成丙酮醛反应的催化性能. 实验结果表明: 在原料气配比为V(N₂)∶V(O₂)＝300∶19, n(O₂)/n(alcohol)＝1.2, 反应物液时空速为3.2 g/(g•h), 反应温度为673 K时, 1,2-丙二醇选择性氧化合成丙酮醛反应的转化率为95.7%, 选择性为55.3%, 高于传统电解银催化剂. UV-Vis DRS和XPS的研究结果表明: 在Ag/ZrO₂催化剂上存在大量的Ag^＋和Ag_n^δ＋有利于促进催化活性的提高.     

微波辐射下2-芳氧甲基苯并咪唑类化合物的合成

以多聚磷酸和4 mol/L盐酸(PPA-HCl)作催化剂, 在微波辐射条件下合成了13种2-芳氧甲基苯并咪唑类化合物, 其中6种尚未见报道. 其结构经元素分析, IR, ¹H NMR, ¹³C NMR及MS确证. 与经典方法相比, 微波条件下的反应具有时间短、收率高等优点. 反应物邻苯二胺与芳氧基乙酸的物质的量比为1∶1.1, 催化剂PPA与HCl的最佳比例为1∶1(体积比), 最适宜的微波辐射功率为650～850 W, 反应时间为10～15 min.     

两个手性氧钒配合物[VO(Naph-Leu)(OMe)(CH3OH)]和[VO(Naph-Phe)(OMe)(CH3OH)]的合成、晶体结构和光谱表征

合成了2个新的手性L-亮氨酸萘酚醛和L-苯丙氨酸萘酚醛希夫碱氧钒配合物,[VO(Naph-Leu)(OMe)(CH3OH)](1)和[VO(Naph-Phe)(OMe)(CH3OH)](2)。X-射线单晶衍射分析表明,1晶体属于正交晶系,P21212空间群,晶胞参数为:a=0.946 80(8)nm,b=3.246 3(3)nm,c=0.662 37(5)nm,V=2.035 9(3)nm3,Z=4,F(000)=864,R1=0.046 3,wR2=0.112 7,S=1.076。2晶体属于单斜晶系,P21空间群,晶胞参数为:a=1.113 41(11)nm,b=0.724 09(6)nm,c=1.342 99(12)nm,V=1.047 95(16)nm3,Z=2,F(000)=464,R1=0.035 8,wR2=0.088 8,S=1.024。测定了它们的红外光谱、紫外光谱和圆二色光谱,讨论了紫外吸收光谱和圆二色光谱性质。     

胶体模板法制备有序大孔TiO2材料

以单分散的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为胶体模板, 采用钛酸丁酯、水、乙醇、盐酸等配成的混合溶胶填充在微球间间隙, 经水解形成凝胶, 然后通过程序升温焙烧去掉单分散的PMMA微球, 可得有序TiO₂大孔材料. 实验结果表明, 溶胶的配比为V(钛酸丁酯)∶V(水)∶V(乙醇)∶V(盐酸)＝5∶2∶3∶1, 在空气中凝胶20 h. 去掉单分散的PMMA微球的程序升温控制的条件为1 ℃/min的升温速率升到250 ℃恒定3 h, 再以2 ℃/min的升温速率升到450 ℃恒定8 h, 最后以10 ℃/min的降温速率降到室温.     

对氨基苯磺酸两步法修饰多壁碳纳米管

用混酸处理多壁碳纳米管, 利用侧壁生成的羧酸基团, 在N,N-二环己基碳酰亚胺的作用下, 使对氨基苯磺酸接枝到碳纳米管表面. 以浓硫酸为磺化剂, 室温下制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK). 然后采用溶液共混法制备了磺化聚醚醚酮/接枝多壁碳纳米管复合膜. 采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)等技术对碳纳米管的结构和性能进行了表征. 红外谱图表明对氨基苯磺酸上的氨基与碳纳米管表面的羧基发生了反应, 生成酰胺基团. 热重曲线表明碳管表面接枝的有机基团的比重达到40%. 拉曼光谱显示处理前后碳管的I_D/I_G值变化不大, 表明碳管的石墨结构的含量基本不变. 复合膜的力学性能测试结果表明, 对氨基苯磺酸接枝的碳管可以提高膜的拉伸强度.     

以5-甲基-3-吡唑甲酸为配体构建的具有六方孔道的钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)超分子化合物：合成、晶体结构和性质

利用5-甲基-3-吡唑甲酸,分别与CoCl2·6H2O和Ni(NO3)2·6H2O反应,得到了配合物[M(MPA)2(H2O)2](1:M=Co;2:M=Ni)(HMPA=5-甲基-3-吡唑甲酸)。用元素分析、红外光谱、X-单晶衍射结构分析对其进行了表征。配合物1和2的晶体结构参数如下:配合物1和2的晶体都属于六方晶系,空间群为R3c。配合物1的晶胞参数为a=1.483 94(4)nm,b=1.483 94(4)nm,c=3.207 66(6)nm,V=6.117 2(3)nm3,Z=18;配合物2的晶胞参数为a=1.466 53(14)nm,b=1.466 53(14)nm,c=3.243 0(6)nm,V=6.04 03(14)nm3,Z=18。金属离子与来自2个5-甲基-3-吡唑甲酸配体中的2个氮原子及2个氧原子,2个水分子中的2个氧原子配位,形成八面体配位构型。配合物中的独立结构单元[M(MPA)2(H2O)2]通过分子间氢键形成具有六方孔道的三维结构。热重分析表明配合物1和2具有较高的热稳定性。此外,考察了配合物1和2的荧光和电化学性质。CCDC:900677,1;900678,2。     

无溶剂法合成杯[4]芳烯星形化合物

以对苯二甲醛、乙酸酐为原料合成对苯二甲醛单缩醛, 接着与间苯二酚反应, 制备了含醛基杯[4]芳烯. 利用季戊四醇与含醛基杯[4]芳烯反应, 进而再与3-[4-(2,5-二氧杂环戊基)苯基]-9-[4-二(甲羰氧基)甲基苯基]-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]十一烷反应, 合成了杯[4]芳烯星形化合物, 收率为65.2%. 产品结构经 IR, ¹H NMR, MS 和元素分析进行了表征.