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。     

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.     

氯甲基聚苯乙烯的鋰金属化反应及其在接枝聚合上的应用

使用不同条件,如不同溶剂、温度、反应时间、丁基锂用量及加料次序,将氯甲基化聚苯乙烯与丁基锂反应;然后选择没有交联的产物,使其与甲基丙烯酸甲酯进行接枝聚合。另外,又用氯甲基化聚苯乙烯在金属锂的存在下与甲基丙烯酸甲酯反应。 在乙醚溶液制得的聚苯乙烯次甲基锂与甲基丙烯酸甲酯反应不能分离出聚甲基丙烯酸甲酯及它的接枝共聚物。在甲苯溶液所制得的聚苯乙烯次甲基锂(表1甲_(45)及甲_(46))与甲基丙烯酸甲酯反应,产物通过分离提钝后,由元素分析,水解与交换量测定,浊度滴定,及红外光谱证明系接枝共聚物。甲基丙烯酸甲酯约占该接枝体重量的50％左右。 氯甲基化聚苯乙烯在金属锂存在下与甲基丙烯酸甲酯反应,产物通过分离提钝后,用浊度测定、水解后滴定交换量与热机械曲线也证明是接枝共聚物,但甲基丙烯酸甲酯只占该接枝体重量的3—3.5％左右。     

在接枝微粒PS/SiO2上固载季铵盐及初步应用

采用"grafting from"的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PS/SiO2;使用新型氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷,对接枝的聚苯乙烯进行了氯甲基化反应,制得了接枝有氯甲基聚苯乙烯(CMPS)的接枝微粒CMPS/SiO2;使用叔胺试剂对CMPS大分子链上的苄氯基团实施了季铵化反应,最终制得了固载有季铵盐(Quaternary salt)的复合型功能微粒QPS/SiO2.用红外光谱(FTIR)与化学分析法对功能微粒QPS/SiO2的化学结构与组成进行了表征;研究了各种因素对CMPS/SiO2季铵化反应的影响规律;初步考察了QPS/SiO2对大肠杆菌的(E.coil)抗菌性能.研究结果表明,接枝微粒CMPS/SiO2的季铵化反应比较容易进行;溶剂性质、叔胺试剂的种类及温度对CMPS/SiO2的季铵化反应均有影响.使用CMPS的良溶剂和用位阻小的叔胺试剂,所得产物的季铵化度均较高.QPS/SiO2具有很强的抗菌活性.使用很小的剂量(10 g/L)、在很短的接触时间内(3 min)抗菌率即可达100%,是一种优良的水不溶抗菌材料;QPS/SiO2的季铵化度越高,其抗菌活性越高;使用碳氢链较长的三丁胺制备的QPS/SiO2,其抗菌性能明显优于使用三乙胺制备的QPS/SiO2.     

温敏聚苯乙烯接枝聚异丙基丙稀酰胺梳型共聚物的合成

采用氯化亚铜为催化剂, 1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺(HMTETA)为配体, 溴代聚苯乙烯为大分子引发剂,以异丙基丙稀酰胺为单体进行原子转移自由基聚合(ATRP), 合成窄分布的聚苯乙烯接枝聚异丙基丙稀酰胺聚合物. 红外光谱(IR)和氢核磁共振波谱(1H NMR)证明了接枝聚合物的结构. 凝胶渗透液相色谱(GPC)(用聚苯乙烯作为标样)研究发现, 接枝共聚物的分子量分布是单分散的, 数均分子量为19815 g/mol. 差示扫描量热法(DSC)研究表明, 由于疏水的异丙基和胺基的氢键作用, 接枝共聚物的玻璃化转变温度比作为原料的聚苯乙烯提高了16.0℃. 报道了温敏的以溴代聚苯乙烯为骨架的接枝共聚物的成功制备.     

具有预期结构的苯乙烯与丙烯酸丁酯接枝共聚物的合成与表征

通过苯乙烯 (St)与 4 对氯甲基苯乙烯 (CMS)进行氮氧稳定自由基共聚合反应 ,合成了二元共聚物P(St co CMS) ,并以此共聚物引发丙烯酸丁酯进行原子转移自由基聚合 ,成功地合成了结构明晰的以聚苯乙烯为主链、聚丙烯酸丁酯为支链的接枝共聚物 ,研究了共聚合反应动力学 .P(St co CMS)和接枝共聚物的结构通过1 H NMR得到确认 ,并表征了接枝共聚物平均侧链数目和平均侧链长度     

具有温度敏感和荧光特性的侧链查尔酮共聚物的研究

采用2,2′-偶氮二异丁腈作为引发剂,将N-异丙基丙烯酰胺和4-甲基丙烯酰氧基-4′-二甲氨基查尔酮单体,在四氢呋喃溶剂中通过自由基共聚制备了一系列具有溶剂和温度双重敏感荧光特性的侧链查尔酮共聚物,并通过红外光谱、核磁共振氢谱和紫外-可见光谱对其结构进行表征,通过吸光度法测定了共聚物中查尔酮单元的含量.研究了侧链查尔酮共聚物的温敏性以及溶剂极性和温度双重敏感的荧光特性.结果表明,侧链查尔酮共聚物是一类具有最低临界溶解温度(LCST)的温敏性聚合物,其LCST温度随着共聚物中查尔酮含量的增加而降低;随着溶剂极性的增加,侧链查尔酮共聚物的紫外-可见最大吸收波长红移,其荧光发光波长红移并且发光强度先增强后降低,具有溶剂极性敏感的荧光特性;同时对比侧链查尔酮共聚物水溶液低温和高温下的荧光,发现低温下几乎无荧光,高温下其荧光得到明显增强,其荧光具有可逆的温度"开/关"特性。     

聚苯乙烯共价键合磷铵两性离子的结构修饰及血液相容性

利用形成碳-氧键将磷铵两性离子(1)共价键合到聚苯乙烯(PS)材料表面, 改善其抗凝血性能. 首先对PS进行氯甲基化反应, 生成苄氯结构, 然后通过自合成化合物1中的-OH与氯甲基化聚苯乙烯的-CH₂Cl反应形成醚键, 将两性离子接枝在PS上. 表征了产物结构, 并通过水接触角和血小板黏附实验对结构修饰前后材料的亲水性和抗凝血性能进行了比较. 结果表明, 磷铵两性离子结构修饰的聚苯乙烯材料可以有效地提高其血液相容性.     

梳形接枝共聚物的合成(Ⅱ)——载体化钌卡宾络合物催化降冰片烯基聚苯乙烯的开环岐化聚合

由石油化工副产C₅馏份提取双环戊二烯(DCPD)、以聚合物负载三氟化硼为催化剂进行DCPD与烯丙基氯(AC)的Diels-Alder反应合成5-氯甲基-2-降冰片烯(NBCH₂Cl),经锂代反应后用以引发苯乙烯的活性阴离子聚合合成了降冰片烯(NB)基聚苯乙烯(PS)大分子环烯单体NB-PS,在聚合物负载钌卡宾络合物[RuCl₂(PPh₃)₂(=C=CHtBu)]催化(引发)作用下进行大分子单体NB-PS的开环歧化聚合(ROMP)合成了梳形接枝共聚物PNB-g-PS.实验结果表明所合成聚合物负载硼、钌络合物催化剂的性能均明显优于对应非负载体.讨论了上述催化剂的聚合物载体效应的机理及温度、溶剂等对活性阴离子聚合反应的影响.     

Synthesis of syndiotactic-polystyrene-graft-poly(methyl methacrylate) and syndiotactic-polystyrene-graft-atactic-polystyrene by atom transfer radical polymerization

Syndiotactic polystyrene graft copolymers, including syndiotactic-polystyrene-graft-poly(methyl methacrylate) and syndiotactic-polystyrene-graft-atactic-polystyrene, were synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP) using bromoacetylated syndiotactic polystyrene as macroinitiator and copper bromide combined with 2,2′-bipyridine as catalyst. The macroinitiator was prepared from the acid-catalyzed halogenation reaction of partially acetylated syndiotactic polystyrene, which was synthesized in a heterogeneous process with acetyl chloride and anhydrous aluminum chloride in carbon disulfide. The graft copolymers were characterized by ¹H- and ¹³C-NMR spectra.     

A hyper-cross-linked polystyrene with nano-pore structure

Chloromethylated polystyrene (CMPS) beads were prepared by suspension polymerization of vinylbenzyl chloride (VBC), divinylbenzene (DVB) and styrene (St) in the presence of porogen. The same feed volume ratio of DVB leads to similar cross-linking degree for all CMPS, but decreasing VBC content provided a progressively reduced content of chloromethyl groups in each CMPS. Hyper-cross-linked polystyrene (HCLPS) beads were obtained by post cross-linking reaction of CMPS in dichloroethane (DCE) containing Friedel-Crafts catalyst. The role of porogen and its influence on nano-pore structure of HCLPS were investigated. The results showed that different types of porogen had significant effect on the nano-pore structure of the final products, such as specific surface area, average pore size and total pore volume. Using the mixture of toluene and cyclohexanol as inner porogen can yield the highest specific surface area for HCLPS beads. Moreover, higher amount of VBC lead to greater specific surface area and total pore volume. It was therefore indicated that nano-pore structure of HCLPS can be controllably prepared via changing porogen type and VBC concentration. Finally, the unprecedented swelling capacity was found for the hyper-cross-linked species derived from different porogen types.     

Polymer-supported gadolinium triflate as a convenient and efficient Lewis acid catalyst for acetylation of alcohols and phenols

A polymer-supported gadolinium triflate (CMPS-IM-Gd) catalyst was prepared from chloromethyl polystyrene (CMPS) resin using a simple and convenient procedure. This polymeric catalyst was used as an efficient Lewis acid catalyst for the acetylation of various alcohols and phenols with acetic anhydride, affording high yields under mild conditions. The reaction was completed in a short period of time with small amounts of the catalyst. The catalyst was reused over 10 times without any significant loss of its catalytic activity.     

相转移催化反应法制备氨甲基化聚苯乙烯

以邻苯二甲酰亚胺钾盐为亲核取代试剂,通过Gabriel反应,借助相转移催化剂实现了氯甲基聚苯乙烯(CMPS)转变为氨甲基聚苯乙烯(AMPS)的高分子功能化反应,转化率达85%。AMPS的结构经IR表征。     

原子转移自由基聚合制备聚(甲基丙烯酸甲酯-b-苯乙烯)时单体聚合顺序对嵌段效率的影响

采用原子转移自由基聚合研究了聚（ 甲基丙烯酸甲酯 ｂ 苯乙烯） 嵌段共聚物的合成,实验结果表明,当先进行甲基丙烯酸甲酯的聚合,然后再进行苯乙烯的聚合时,得到了完全的嵌段共聚物;反之,如果改变单体的聚合顺序,则嵌段效率很低．用聚合物末端Ｃ—Ｘ（Ｘ＝ Ｃｌ,Ｂｒ） 键的断裂能对实验结果进行了解释．     

基团转移活性聚合物的接枝共聚

以阴离子聚合法合成的窄分布聚苯乙烯（ＮＤＰＳ）进行氯甲基化后,再与由基团转移聚合法合成的活性聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）进行大分子反应,得到了主链为聚苯乙烯,支链为聚甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物（ＰＳｔｇＰＭＭＡ）;探讨了聚合物的合成条件,ＧＰＣ测试结果表明,得到的接枝共聚物的分子量和设计分子量相近且主链和支链分子量均可较好的控制．利用扫描电镜、核磁和红外技术对ＰＳｔｇＰＭＭＡ的形态、结构进行了表征．     

Cationic polyelectrolytes. V. On macromolecular chain conformational state during amination reactions of CMPS

The macromolecular chain conformational state during the amination of chloromethylated polystyrene (CMPS) with two aliphatic amines, namely methyl(2-hydroxyethyl)amine (MHEA) and N,N-dimethyl(2-hydroxypropyl)amine (DM2HPA), has been studied. Viscosimetric and light scattering measurements were performed during reactions in binary solvent mixtures. The observed kinetic deviations have been related with the conformational transformations of the macromolecular chain.     

Synthesis of thermoresponsive polystyrene-based comb-type grafted poly(N-isopropylacrylamide)

Narrowly distributed polystyrene-g-p(N-isopropylacrylamide) (PSt-g-PNIPAM) was prepared by atom transfer radical polymerization (ATRP) of N-isopropylacrylamide using the brominated polystyrene as macroinitiator and CuCl combined with hexamethyltriethylenetetramine as catalyst. Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy confirmed the structure of PSt-g-PNIPAM. The gel permeation chromatography (GPC) showed that the graft copoly- mer had a single distribution peak with molecular weight, Mn (g/mol) of 19815 g/mol (using polystyrene as the standard). Differential scanning calorimetry (DSC) revealed that due to both effects of hydro- phobic isopropyl groups and hydrogen bonds in the amide group, the glass transition temperature (Tg) of PSt-g-PNIPAM enhanced 16.0 ℃ compared to the Tg of the polystyrene.     

两步后交联法制备氯甲基化聚苯乙烯交联微球

以平均粒径为40μm的非交联氯甲基化聚苯乙烯(CMPS)微球为出发物料,采用水解-轻度交联与重度交联两步骤的后交联方法,制备了氯甲基化聚苯乙烯交联微球.用红外光谱表征了交联前后微球化学结构的变化,使用扫描电镜观察了交联微球的形貌,重,点考察了各种交联条件对微球交联度的影响规律,分析了交联反应机理.结果表明:先将非交联氯甲基化聚苯乙烯微球部分水解并轻度交联,然后使CMPS微球在良溶剂中溶胀,使用Friedel-Crafts催化剂,再度进行交联反应,可顺利地制得氯甲基化聚苯乙烯(CCMPS)交联微球;控制交联反应的条件,如反应温度、反应时间、溶剂性质、催化剂种类与用量等,可获得交联度不同的微球,其球形度依然保持良好.