分子活动性对iso-PMMA辐射裂解和消旋的影响

以全同立构聚甲基丙烯酸甲酯(iso-PMMA)为对象, 用核磁共振谱和分子量测定等手段, 研究了不同物理状态, 即无定型固态, 结晶态和稀溶液状态下的辐射裂解和辐射消旋反应. 结果表明, 在稀溶液状态下辐照, 其裂解反应最强, 而消旋反应最弱; 结晶状态下辐照, 则裂解反应最弱而消旋反应最强. 这充分说明了分子的活动性对反应的影响, 进一步验证了前已提出的高分子链断裂-重合-消旋的平衡反应机理.     

正癸烷与二甲苯在超临界压力下的热裂解

采用连续流动装置对正癸烷和二甲苯在超临界压力下的热裂解对比研究. 用气相色谱和色质联用仪对其气相产物和液相产物进行分析, 计算气相产物产率和裂解转化率, 并运用计算化学方法获得正癸烷和二甲苯不同化学键的键能, 从实验和理论上分析其裂解反应的难易程度和裂解规律. 实验结果表明, 在4 MPa和650、700、750 ℃条件下, 正癸烷比二甲苯更容易裂解, 正癸烷裂解产物以C₁-C₃小分子的烃类和氢气为主, 而二甲苯裂解产物主要为乙苯、甲苯和其它芳香类化合物; 键能计算结果表明, 正癸烷碳链骨架的C－C键能和C－H键能均较小, 裂解反应的诱发步骤应该是C－C键断裂, 而二甲苯苯环上C－C和C－H键能均较大, 裂解诱发步骤应该是侧链甲基脱氢反应. 因此正癸烷裂解反应以C－C键断裂和脱氢反应为主, 二甲苯裂解主要发生侧链甲基C－C键断裂和脱氢反应, 而芳环则比较稳定, 理论计算键能分析与裂解实验结果一致.     

三甲基硅基取代聚硅烷的合成与性能研究

利用聚甲基硅烷(PMS)的高分子反应合成三甲基硅基取代聚硅烷(SPS),研究其分子组成与结构,热分解性能和导电性能等.FT-IR、1H-NMR、29Si-NMR、UV和GPC分析表明,SPS具有Si—Si相连的主链结构,侧链的部分取代基中含有三甲基硅侧基.SPS可溶于一般常见的有机溶剂,其热分解特性表明,陶瓷产率为44%,可用作SiC陶瓷先驱体.通过热交联反应可以有效提高其分子量,将其与碘掺杂,电导率为10-6S/cm量级,在半导体范围.     

裂解气相色谱-质谱法研究聚醚酰亚胺的热裂解行为

采用裂解气相色谱-质谱技术研究了聚醚酰亚胺(PEI)在550℃、650℃和750℃裂解温度下的热分解行为.随着裂解温度上升,裂解产物明显增加.在750℃时聚合物分子链断裂完全,共鉴别到25种碎片组分.PEI热分解的碎片中叔丁基苯酚、叔丁基甲基苯酚、苯酚、苯胺、氰苯、2-苯基-1H-异吲哚-1,3(2H)-二酮等5种裂解产物最重要,因此可以依据这几种化合物定性鉴别聚醚酰亚胺.依据热分解产物的数量以及结构推断降解机理为:裂解首先从醚键开始,其次是酰胺基团中的C-N键,然后再经过一系列消除反应、成环反应、重排反应等形成多种裂解碎片.     

反应温度对聚二甲基硅烷高压合成聚碳硅烷性能的影响

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压合成了聚碳硅烷(PCS)先驱体.研究了反应温度对合成的PCS的Si—H键含量、支化度、Si—Si键含量、分子量及其分布、软化点及产率的影响.研究表明,随着反应温度的提高,分子量及软化点均明显增加,分子量分布变宽,支化度升高,Si—Si键含量明显降低.当反应温度低于460℃时,Si—H键含量及产率随反应温度的升高逐渐升高,当反应温度高于460℃时,由于分子间的缩合及热交联二者逐渐降低.在反应过程中PDMS首先转化为小分子量的PCS,然后是小分子PCS分子间发生脱氢及少量脱甲烷缩合使分子量长大.当反应温度高于450℃时,PCS分子量分布出现中分子量峰,Si—Si键含量较低,在室温空气中比较稳定.     

过氧化二苯甲酰为引发剂用于液态聚硅烷合成聚碳硅烷

以聚二甲基硅烷裂解制备的液态聚硅烷为原料,添加引发剂过氧化二苯甲酰合成聚碳硅烷,使液态聚硅烷合成聚碳硅烷的产率提高了20%~25%.利用FTIR和GPC对反应过程进行跟踪分析,利用元素分析,1H-NMR,13C-NMR,TG-DTA和XRD对产物的组成结构和性能进行了表征,提出了过氧化二苯甲酰对液态聚硅烷合成聚碳硅烷的促进反应机理.结果表明,过氧化二苯甲酰受热分解形成自由基,促进了液态聚硅烷中的Si—Si键断裂重排,同时也引发了小分子硅碳烷中的Si—H和Si—CH3键断裂生成Si—CH2—Si结构,使聚碳硅烷分子量长大,产率提高.同时过氧化二苯甲酰分解产生的苯基和苯甲酰氧基会作为端基或侧基引入到聚碳硅烷分子中,引起产物C、O含量的少许增加.但对聚碳硅烷高温烧结后的陶瓷收率没有显著影响.     

聚(丙烯酸-co-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯)梳状高分子的侧链结晶行为

以不同分子量的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(mPEG1000MA或mPEG2000MA)为大单体,与丙烯酸(AA)、甲基烯丙基磺酸钠(SMAS)等单体通过自由基聚合反应合成了一系列具有不同分子量、不同侧链长度、不同侧链密度的聚(丙烯酸-co-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯)梳状高分子.用乌氏黏度计测定梳状高分子的特性黏数以表征其分子量大小.采用示差扫描量热法(DSC)测量梳状高分子中甲氧基聚乙二醇(mPEG)侧链的结晶温度和熔点.分析认为,当mPEG1000MA与AA共聚后,处于玻璃态的PAA主链对mPEG侧链的物理限制作用很大程度上影响了mPEG侧链的结晶行为.这种在受限环境中mPEG的结晶温度和结晶熔点均发生明显漂移,低于PEG在本体中的结晶.结晶温度和熔点的偏移受到主链长度、侧链疏密、侧链长度、磺酸侧基含量等诸多分子结构和组成因素的影响.研究结果表明:共聚物中侧链越稀疏,侧链结晶受限作用越明显;mPEG侧链分子量越大,其结晶受到主链的限制作用越弱;在梳状高分子主链上引入磺酸侧基官能团后,侧链的结晶的受限程度增加,并且由于非晶侧链的增多,表现出明显的侧链玻璃化转变.     

结晶对等规立构聚甲基丙烯酸甲酯辐射消旋和辐射裂解的影响

本文通过核磁氢谱、DSC和分子量测定,研究了结晶对等规立构聚甲基丙烯酸甲酯辐射消旋和辐射裂解的影响.分子量测定的结果表明,等规立构聚甲基丙烯酸甲酯结晶后,其辐射裂解反应减弱,裂解G值减小将近一半.核磁氢谱测定辐照试样的空间立构变化结果为:随着辐照剂量的增加,等规立构逐渐变为无规立构和间规立构,其变化规律相似于非晶试样.结果还表明,晶区的消旋反应比裂解反应更为显著.DSC测得的试样熔点,随着辐照剂量的增加而急剧下降,由Flory结晶熔化理论计算得晶区的辐射破坏G值为8.8.该值远大于聚乙烯晶区的破坏G值.     

结晶对等规立构聚甲基丙烯酸甲酯辐射消旋和辐射裂解的影响

 本文通过核磁氢谱、DSC和分子量测定,研究了结晶对等规立构聚甲基丙烯酸甲酯辐射消旋和辐射裂解的影响.分子量测定的结果表明,等规立构聚甲基丙烯酸甲酯结晶后,其辐射裂解反应减弱,裂解G值减小将近一半.核磁氢谱测定辐照试样的空间立构变化结果为:随着辐照剂量的增加,等规立构逐渐变为无规立构和间规立构,其变化规律相似于非晶试样.结果还表明,晶区的消旋反应比裂解反应更为显著.DSC测得的试样熔点,随着辐照剂量的增加而急剧下降,由Flory结晶熔化理论计算得晶区的辐射破坏G值为8.8.该值远大于聚乙烯晶区的破坏G值.     

高分子单链键接Fe_3O_4制备Janus复合纳米颗粒

采用溶剂热法制备油酸保护的Fe_3O_4纳米颗粒,通过硅烷配体交换在颗粒表面引入氨基.基于氨基快速淬灭阳离子活性种,将阳离子聚合制备的活性高分子链如聚(4-氯甲基苯乙烯)键接到氨基改性的Fe_3O_4纳米颗粒表面,制备高分子链/Fe_3O_4复合纳米颗粒.分子量决定键接活性高分子链数目.当高分子流体力学尺寸大于纳米颗粒直径时,空间排斥效应保证单根高分子链键接到Fe_3O_4纳米颗粒(10 nm),得到呈降落伞结构的复合Janus纳米颗粒,高分子链分布在Fe_3O_4颗粒一侧.当高分子链尺寸较小时,多根高分子链键接到纳米颗粒表面.研究了该复合Janus纳米颗粒双亲特性.作为固体乳化剂可容易乳化水/油体系得到稳定乳液.该Janus纳米颗粒在油水界面通过自组装可得到单层薄膜.     

壳聚糖在水溶液中的辐射降解反应

研究了壳聚糖在CH3COOH/NaCl缓冲溶液均相体系下的辐射降解反应,给出了H2O2、异丙醇、pH、样品初始分子量等因素对壳聚糖降解的影响,探讨了实验条件下溶液中不同自由基对壳聚糖降解的作用,并对辐照前后壳聚糖的结构进行了表征.结果表明,酸性条件下,壳聚糖的降解主要由.H和.OH自由基共同作用引起,加入H2O2或者通入N2O都能够略微提高.OH自由基浓度,对壳聚糖的降解有促进作用.加入异丙醇后,由于同时降低了.H和.OH自由基浓度,导致壳聚糖降解缓慢.当溶液的pH接近中性后,对壳聚糖的降解起主要作用的为.OH自由基,加入H2O2或者通入N2O都会增加.OH自由基的浓度,从而明显提高壳聚糖的降解速率.此外,研究发现低分子量的壳聚糖具有较快的降解速率.样品的UV、FTIR分析表明,辐照后除在壳聚糖分子链端生成羰基外,壳聚糖主链结构未见变化,脱乙酰度也没有显著改变,显示出辐射降解是一种有效的控制壳聚糖分子量方法.     

侧基甲壳效应和甲壳型液晶高分子

侧链液晶高分子体系里,液晶基元可以通过尾接或腰接的方式与主链相连.一般认为,在液晶基元与主链间插入一段长度合适的＂柔性间隔基＂可有效实现主、侧链间的动力学去偶合,从而有利于侧基液晶基元之间的有序排列.作为一类特殊的腰接型侧链液晶高分子,甲壳型液晶高分子中体积较大的侧基（如棒状液晶基元）通过非常短的间隔基或仅通过一个碳-碳键直接横挂至主链上,这导致了强烈的甲壳效应,使得主链被迫伸展.因此,可从与＂柔性间隔基＂完全不同的角度出发,充分利用主链和侧基间的偶合作用,设计甲壳型液晶高分子.本文综述了腰接型侧链液晶高分子中的侧基甲壳效应、甲壳型液晶高分子中由主链与侧基相互作用所导致的特殊构象以及液晶相结构.研究表明,侧基甲壳效应在调控甲壳型液晶高分子的形状、尺寸以及螺旋结构等方面有重要作用.甲壳型液晶高分子可作为刚-柔嵌段共聚物的刚性链段,也可作为主/侧链结合型液晶高分子的主链部分参与到多层次分级超分子有序结构的构筑之中.     

高分辨高能量碰撞解离质谱法研究3-苯硫基吲哚衍生物裂解反应机理

采用高分辨电喷雾电离-高能量碰撞解离质谱(ESI-HCD-MS/MS)技术,结合H/D交换试验和密度泛函理论计算,对3-苯硫基吲哚衍生物质子化离子的质谱裂解反应机理进行了研究。结果表明:3-苯硫基吲哚衍生物的质子化离子在高能量碰撞解离模式下,通过苯基亲核取代重排到吲哚环的C~3位上,C-S键均裂丢失巯基自由基,产生了3-(取代苯基)-吲哚自由基阳离子;通过1,2-氢负离子迁移和C~3-S键均裂丢失苯硫自由基,则产生了吲哚自由基阳离子;通过1,4-质子迁移和C~5-S键的电荷诱导异裂,产生了3-硫代吲哚阳离子。     

聚甲基丙烯酸甲酯辐射裂解和消旋的空间立构效应

本文研究了三种不同空间立构聚甲基丙烯酸甲酯的辐射效应,提出裂解过程是一种裂解与重合的动态平衡过程。分子量降低和消旋作用对温度的依赖性,是由于分子运动和笼罩效应以及重合的空间位阻效应所致。辐照温度愈高,裂解产额愈大。相同条件下辐照,全同立构比无规立构试样的裂解产额更大。 全同立构聚甲基丙烯酸甲酯辐照后,不仅分子链断裂,而且空间立构也发生很大变化。随着辐照剂量的增加,全同立构含量逐渐减少,而无规立构含量和间同立构含量却逐渐增加。     

γ射线辐照后乙烯基聚合物的电磁共振研究

辐照后的聚氯乙烯及聚丙烯腈的电磁共振研究,发现随着温度升高(低于高分子的玻璃化温度或熔点)自旋浓度迅速下降.连同聚氯乙烯辐射交联产率小而自旋浓度大于聚乙烯的事实,提出了高分子在辐照时电子被高分子基团俘获而形成负离子的假说.应用这假说能说明一系列高分子辐射化学现象:如溶剂对高聚物的辐射效应影响;低温辐射离子聚合历程;辐照后高分子导电性增加等问题.     

1,3-二氧五元环的新裂解反应

早先用顺磁共振证明1,3-二氧五元环系的均裂反应中,自由基是一个重要中间体。本文研究这类自由基中间体的进一步化学变化。这类自由基曾用相应化合物的0.1克分子水溶液在γ-射线作用下产生。最终产物的分析、溶液的制备及辐照实验均已在前文叙述[OpX.14,920(1978)]。     

硅橡胶泡沫材料辐照稳定性的初步理论探索

采用密度泛函理论的B3LYP方法,以硅橡胶泡沫材料单体二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷为基础,对这2种单体和由其构成的4种短链结构进行了构型优化、能量计算、前沿轨道和振动分析等方面的理论计算探索,结果显示,当分子链结构中的原子排布更易形成共轭或等效于共轭的离域结构时,在遭受辐照等能量注入的情况下可将能量及时转移而一定程度上避免了链结构的断裂,分子链裂解的部位发生在共轭链段间隙处的可能性比较大,甲基乙烯基硅氧烷的引入并非一定会对材料的耐辐照稳定性起到增强作用.     

高分子立体化学

由于构成有机化合物分子的各原子或基团在空間分布的不同,在有机化合物中存在着多种异构現象。在这里,我們仅討論与高分子立体結构有关的几个問題。α-烯烃单体,CH_2=CHR,可能以CH_2=基团或以CHR=基团与高分子增长鏈末端相反应。如果所有单体分子均按一种方式与高分子增长鏈末端反应,則得到头一尾結构的聚合物: ～CH_2CHRCH_2CHRCH_2CHRCH_2CHR～高分子中也常含有一些結构为头-头或尾-尾的鏈段: ～CH_2CHRCHRCH_2CH_2CHRCHRCH_2～显然,头-头或尾-尾鏈段是两种加聚方式同时进行的結果。由于取代基R的共軛效应、超共軛效应及靜电誘导效应,无論在阳离子聚合,阴离子聚合或自由基聚合中,总有一种高分子鏈活性末端的能量比較低,生成此     

甲基苯热裂解机理的理论研究

在半经验UAM1方法及从头算UHF／3－21G*水平的基础上，用考虑了电子相关效应的密度泛函UB3LYP／3－21G＊方法对碳前驱体甲基苯的热裂解反应机理进行了研究，并对反应物、产物自由基及过渡态的结构进行了能量梯度法全优化。计算结果表明，甲基苯的热裂解温度较低时，首先支持苯环甲基上的C－H键断裂，继而发生生成联二甲苯的反应。随着温度的提高，生成苯自由基的反应比例将增加，同时发生少量的苯环上C－H键断裂的反应。该反应机理与实验结果相一致；用密度泛函方法UB3LYP／3－21G*计算的反应标准焓变ΔH与实验值吻合较好。     

钼酸催化简便合成D－葡萄庚酮糖

本文首次报道了在三氧化钼水溶液体系下催化碳链重排合成D-葡萄庚酮糖的简便方法。首先以D-甘露糖为原料在碘催化下进行异丙叉保护,产率90％;接着在碱催化下与甲醛水溶液亲核加成反应,在C-2上引入羟甲基侧链,产率40％;然后在酸性条件下异丙叉脱保护,产率92％;最后在三氧化钼水溶液催化下碳链重排合成葡萄庚酮糖,产率56％（总产率18％）。另外对2-C-羟甲基-D-甘露糖和葡萄庚酮糖的乙酰化产物进行了核磁氢谱表征。该方法原料易得,缩短了反应步骤,避免了昂贵金属试剂的使用,有较好的应用前景。