Studies on molecular weight distribution of carbon fiber polymer precursors synthesized using mixed solvents

The molecular weight distributions were estimated for carbon fiber polymer precursors such as poly（acrylonitrile-co -itaconic acid） synthesized by semi batch solution polymerization in mixed solvents media with the azonitrile compounds as initiator under the different ratios of solvent and non solvent from 0.75 to 2.5 in weight.The copolymer was characterized by using Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR） and nuclear magnetic resonance（¹H-NMR） analyses.The molecular weight distributions were evaluated by M_v/M_n ratios estimated from viscosity and osmotic measurements,and M_w/M_n estimated from size exclusion chromatography.The molecular weight distributions of these polymers as determined from M_v/M_n and M_w/M_n are 2.9 to 3.2 and 2.0 to 2.5 respectively.The molecular distributions were close to a narrow distribution of 2.0 when the solvent/non-solvent ratio was varied between 1.4 and 2.0.Intrinsic viscosity[?]as a function of molecular weight of poly（acrylonitrile-co-itaconic acid） was evaluated by means of low angle laser light scattering with size exclusion chromatography（SEC-LALLS） and viscometry with SEC（SEC-VISCO）.The relationship between[?]and M_w for poly（acrylonitrile-co-itaconic acid） in DMF at 50℃was[?]= 1.1×10^-5M_w^0.79,where[?]is obtained in dL/g.     

Synthesis of pyridine-based poly(N-arylenebenzimidazole sulfone)

Poly（N-arylenebenzimidazole pyridine sulfone）（PNABIPS） has been prepared via the aromatic nucleophilic displacement reaction of 2,6-bis（2-benzimidazoly）pyridine（BBP） with bis（4-fluorophenyl） sulfone.BBP was synthesized by reaction of 2,6- pyridinedicarboxylic acid with 1,2-phenylenediamine in polyphosphoric acid.The chemical structure of BBP was confirmed by FTIR, HRMS,¹H NMR and ¹³C NMR.The characterization of the polymer was performed with FT-IR,¹H NMR,elemental analysis, GPC,XRD,DSC,TGA and solubility tests.The polymer was obtained in quantitative yield with M_n value 12,600 and M_w value 28,300,respectively.DSC and TGA measurements show that the glass transition temperature（T_g） is 312℃ and 5%weight loss temperature is 434℃ in nitrogen and 545℃ in air,respectively.In addition,the novel polymer exhibits good solubility,which can be dissolved in common organic solvent at room temperature.     

含侧链盘状苯并菲和棒状偶氮苯的二嵌段液晶共聚物的可控合成及其光物理性质

分别通过可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合和原子转移自由基聚合（ATRP）结合叠氮-端炔基大分子点击反应,制备了一系列不同聚合度和不同嵌段比例的基于侧链苯并菲TP盘状液晶基元和偶氮苯Azo棒状液晶基元的盘棒杂化二嵌段共聚物。采用核磁共振氢谱（¹H NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）、差示扫描量热分析（DSC）和正交偏光分析（POM）对盘棒杂化二嵌段共聚物的组成结构、相对分子质量和液晶相行为进行了表征。偶氮苯嵌段较短的共聚物P（TP₆）₄₀-b-P（Azo）₁₀,主要表现出占优势嵌段TP盘状液晶聚合物的热转变温度与相行为。而偶氮苯嵌段较长的共聚物P（TP₆）₁₀-b-P（Azo）₄₀和P（TP₆）₄₀-b-P（Azo）₄₀则更多体现出类似Azo棒状侧链液晶聚合物的相行为和光响应特性。小角/广角X射线散射（SAXS/WAXS）分析证实了Azo嵌段较长的嵌段共聚物薄膜尤其经退火处理后呈现层状结构,倾向于平行基底取向排布的苯并菲诱导偶氮苯平躺沿着平行基底方向排列而显著减少了光吸收,经紫外及可见光的辐照后光吸收显著增大,其中盘状嵌段较长的P（TP₆）₄₀-b-P（Azo）₄₀对比响应增幅尤其明显。这种盘棒杂化二嵌段共聚物薄膜所表现出的特殊光物理性质及其快速光响应-回复特性,加深了对其相互作用的理解,可望为设计合成新的光响应材料提供参考依据。     

铝纳米粒子表面引发聚合制备核壳纳米结构

利用硅烷偶联剂引发法制备核壳结构金属铝纳米粒子(Al NPs)@聚合物, 并研究了聚合反应时间和单体浓度对核壳结构尺寸的影响. 首先合成了硅烷偶联引发剂{2-溴-2-甲基-[3-(三甲氧基硅基)丙基]丙酰胺}, 并通过在甲苯中回流的方法, 将其锚定在金属铝纳米粒子表面. 然后, 在粒子表面引发甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合, 形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层. 通过核磁共振波谱仪(NMR)和傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR)证明了引发剂和PMMA的成功接枝. 透射电子显微镜(TEM)图像表明, PMMA改性后的金属铝纳米粒子的尺寸和形貌基本不变, 且被厚度约为15 nm聚合物壳层完整均匀地包覆. 此外, 利用动态光散射(DLS)进一步揭示了聚合时间和单体浓度对核壳结构水合直径(D_h)的影响, 发现延长聚合时间或增加单体浓度均可显著提高核壳结构尺寸.     

离子对液态水缔合构造影响的能量表征

利用差示扫描量热法（DSC）,从能量变化的角度研究了在0-1.0 mol·L^-1浓度范围内,KCl、MgCl₂与CaCl₂对液态水缔合构造的影响,并与¹⁷O-NMR化学位移δ(¹⁷OH₂)的分析结果进行比较.随KCl、MgCl₂与CaCl₂浓度的升高,液态水的δ(¹⁷OH₂)呈线性增加,而表观活化能（-E’/R）呈线性减小.并且δ(¹⁷OH₂)与-E’IR对盐类浓度的变化率的大小满足如下顺序:KCl22.基于二态模型,可以证明伴随盐类浓度的改变,液态水化学位移的变化量△δ与其摩尔内能的变化量△E满足线性关系.以上结果表明,KCl、MgCl₂与CaCl₂对水分子的构造化具有促进作用,在对水分子缔合构造的表征上,液态水的内能变化与¹⁷O-NMR化学位移具有等效性.     

Cr,In共掺杂MgGa2O4小尺寸近红外长余辉纳米颗粒的制备及发光性能

采用乙二醇辅助共沉淀法制备了小尺寸Cr,In共掺杂MgGa₂O₄(MGO∶Cr, In)近红外长余辉发光纳米粒子(Persistent luminescence nanoparticles, PLNPs), 并考察了Cr, In共掺杂及煅烧温度对MGO晶体结构、 余辉发光性质和尺寸的影响. 结果表明, 最优Cr, In共掺杂浓度分别为0.3%和0.02%, MGO∶Cr, In晶体属于Fd3m空间群, Cr, In共掺杂对纳米颗粒的结构无影响, 平均粒径为(8.61±2.23) nm, 分散性良好, 最佳煅烧温度为700 ℃. 并且, In掺杂可有效延长其余辉发光寿命, 平均发光寿命(τ_av)从49.33 s增大至52.89 s; 荧光量子产率增高至44.9%; 活化能E_a为(0.36±0.04) eV, 具有良好的热稳定性; 陷阱深度为0.696 eV. 此外, 该PLNPs分别在260 nm、410 nm和600 nm处有激发峰, 表明UV光、 蓝绿光以及红光皆可实现对其的激发, 发射波长皆位于705 nm处, 属于Cr³⁺的²E(²G)→⁴A₂(⁴F)跃迁. 该PLNPs在红色LED灯、 光学储器件以及生物医学等领域具有巨大潜在应用价值.     

Synthesis and Thermal Behavior of 1,8-Dihydroxy- 4,5-dinitroanthraquinone Manganese Salt

A novel energetic combustion catalyst, 1,8-dihydroxy-4,5-dinitroanthraquinone manganese salt （DHDNEMn）, was synthesized by virtue of the metathesis reaction in a yield of 91%, and its structure was characterized by IR, element analysis and differential scanning calorimetry（DSC）. The thermal decomposition reaction kinetics was studied by means of different heating rate DSC. The results show that the apparent activation energy and pre-exponential factor of the exothermic decomposition reaction of DHDNEMn obtained by Kissinger＇s method are 162.3 kJ/mol and 1011.8 s^-1, respectively. The kinetic equation of major exothermic decomposition reaction of DHDNEMn is dα/dT= 10^118/β 2/5（1-α）[-ln（1-α）[-ln（1-α）]^3/5 exp（-1.623×10^5/RT）. The entropy of activation（△S^≠）, enthalpy of activation（△H^≠） and free energy of activation（A△G^≠） of the first thermal decomposition are -24.49 J·mol^-1·K^-1, 185.20 kJ/mol and 199.29 kJ/mol（T=575.5 K）, respectively. The self-accelerating decomposition temperature（TSADT） and critical temperature of thermal explosion（Tb） are 562.9 and 580.0 K, respectively. The above-mentioned information on the thermal behavior is quite useful for analyzing and evaluating the stability and thermal safety of DHDNEMn.     

C1～C3正构醛、醇在质子转移反应飞行时间质谱中的产物离子特征分析

为分析C₁～C₃正构醛、 醇化合物在质子转移反应飞行时间质谱(PTR-TOF MS)中的产物离子特征, 考察了不同E/N值(E: 电场强度, N: 气体分子数密度)下C₁～C₃正构醛、 醇的产物离子种类和强度的变化. 结果表明, 低分子量正构醇类(甲醇、 乙醇和丙醇)倾向于形成质子化聚合物[nMH]⁺及其失水离子[nMH-H₂O]⁺, 且随着E/N值升高, 醇类会产生较多裂解碎片和多聚体离子. 低分子量正构醛(甲醛、 乙醛和丙醛)主要产生质子化产物[MH]⁺和一水合质子化产物[M·H₃O]⁺, 高E/N值(>125 Td)会抑制甲醛质子化, 也会抑制其加合产物的生成. 乙醛倾向于形成水加合物, 且随着E/N值增高, 质子化乙醛与一水合质子化乙醛的变化趋势相反. 另外, 丙醛在较高的E/N值下会产生一系列聚合物, 如[MH·C₂H₅]⁺和[2MH]⁺. 通过分析C₁～C₃正构醛、 醇的质子转移反应特征及产物离子形成过程, 获得了C₁～C₃正构醛、 醇的特征离子和对应的最佳E/N设置值, 为低分子量醛、 醇的定性分析提供了重要依据.     

二氟甲基自由基反应及其在18F标记中的应用

随着正电子发射断层扫描(PET)技术的进步, 高效¹⁸F标记反应显现出重大的研究价值. 同时, 在有机氟化学的快速发展下, 研究人员已开发出一系列产生二氟甲基自由基(·CHF₂)的一碳合成子, 得以被引入到¹⁸F标记反应中. 本文从化学原理出发, 总结了近年来·CHF₂合成子、 碳氢键活化反应及¹⁸F标记的研究, 并展望了未来的研究趋势.     

Kinetics and Mechanism of Exothermic First-stage Decomposition Reaction of 2,6-Bis （2,2,2-trinitroethyl）glycoluril

The thermal behavior, mechanism and kinetic parameters of the exothermic first-stage decomposition of the title compound in a temperature-programmed mode were investigated by means of DSC, TG-DTG and IR. The reaction mechanism was proposed. The kinetic model function in differential form, apparent activation energy(Ea) and pre-exponential factor(A) of this reaction are (3/2)(1-a)[-ln(1-a)]1/3, 185.52 kJ/mol and 1017.78 s-1, respectively. The critical temperature of the thermal explosion of the compound is 201.30 ℃. The values of ΔS≠, ΔH≠ and ΔG≠ of this reaction are 72.46 J/(mol · K), 175.1 kJ/mol and 141.50 kJ/mol, respectively.     

Interfacial synthesis and properties of L-lysine-derived optically active poly(ester-imide)s

L-Lysine hydrochloride was transformed to ethyl L-lysine dihydrochloride.This salt was reacted with trimellitic anhydride to yield the corresponding diacid（1）.Intertacial polycondensation results novel poly（ester-imide）s(PEI_a-i).These polymers have inherent viscosities in the range of 0.23-0.47 dl g^-1,display optical activity,and are readily soluble in polar aprotic solvents.They start to decompose(T_10%) above 350℃and display glass-transition temperatures at 100.42-172.81℃.All of the above polymers were fully characterized by UV,FT-IR and ¹H NMR spectroscopy,elemental analysis,TGA,DSC,inherent viscosity measurement and specific rotation.     

二维Z型BCN/Sn3O4复合材料的光催化还原性能

分别以直接热聚合法和水热合成法制备得到二维硼掺杂氮化碳(BCN)和四氧化三锡(Sn₃O₄)半导体材料, 采用超声复合和煅烧复合两种方法构建了BCN/Sn₃O₄复合材料. 利用 X 射线衍射(XRD)、 紫外-可见漫反射(UV-Vis)光谱、 透射电子显微镜(TEM)等手段对所制备样品进行了表征和分析, 探讨了不同复合方法对催化剂微观结构及光电性质的影响; 以可见光下光解水制氢和活化氧制过氧化氢为模型反应考察了催化剂的光催化性能. 结果表明, BCN与Sn₃O₄能够形成二维面-面复合结构, 相比于超声复合法, 直接煅烧法更有利于有效界面的形成, 使得界面间产生Sn₃O₄到BCN的电荷迁移, 增强了BCN表面电荷密度, 并使复合材料具有更加优化的光电响应和光催化还原活性, 其中煅烧法得到的复合样品BCN/Sn₃O₄-3C(Sn₃O₄与BCN质量比为3%)表现出显著增强的光解水制氢及活化氧制过氧化氢的活性.     

Y-shaped block copolymers of poly(ethylene glycol) and poly(N-isopropylacrylamide) synthesized by ATRP

Novel Y-shaped block copolymers of poly(ethylene glycol) and poly(N-isopropylacrylamide),PEG-b-(PNIPAM)_2,were successfully synthesized through atom transfer radical polymerization(ATRP).A difunctional macroinitiator was prepared by esterification of 2,2-dichloroacetyl chloride with poly(ethylene glycol) monomethyl ether(PEG).The copolymers were obtained via the ATRP of N-isopropylacrylamide(NIPAM) at 30℃with CuCl/Me_6TREN as a catalyst system and DMF/H_2O(v/v = 3:1) mixture as solvent.The resulting copo...     

含能增塑剂2,2-偕二硝基丙基三氟丙酸酯的合成及性能

以硝基乙烷为原料, 经缩合、 氧化及酯化反应, 设计合成了含能增塑剂2,2-偕二硝基丙基三氟丙酸酯(DNPTFP); 利用核磁共振波谱、 红外光谱和元素分析对其结构进行了表征. 优化了DNPTFP的合成工艺, 确定酯化反应的较佳反应条件： 以甲苯为反应溶剂, n(2,2-偕二硝基丙醇)∶n(三氟丙酸)=1∶1.10, 催化剂浓硫酸的质量分数为5.0%, 反应温度110 ℃, 反应时间10 h. 在此条件下, DNPTFP的收率和纯度分别为75.2%和99.0%. 热分析测试结果表明, DNPTFP的玻璃化转变温度为-80.5 ℃, 热分解温度为267.59 ℃; 机械感度测试结果表明, DNPTFP的撞击感度为H₅₀=125.9 cm, 摩擦感度为0, 说明DNPTFP具有良好的低温性能、 热稳定性及较低的机械感度. 此外, 相溶性试验、 黏度及玻璃化转变温度测试结果表明, DNPTFP与聚叠氮缩水甘油醚(GAP)相溶性良好, DNPTFP可显著调控GAP的黏度和玻璃化转变温度, 并且随其含量增加黏流活化能逐步降低, 增塑效率逐步升高. 因此, DNPTFP对GAP展现出优良的增塑效果, 在GAP基火炸药配方中有良好的应用前景.     

C60接枝聚(N-乙烯基咔唑)的合成、表征及光电导性能

自从Ｃ６０被发现和被制备出来以后,其特殊的结构和独特的物理和化学性质受到各研究领域学者的广泛青睐．聚（Ｎ－乙烯基咔唑）（ＰＶＫ）体系经 Ｃ６０掺杂后光电导性能有很大幅度提高．但掺杂体系不稳定,因而限制了对该类材料的应用．为了克服这种缺点,我们尝试用各种简单的方法把Ｃ６０化学键合到高分子链中,制备具有光电导性能的Ｃ６０高分子衍生物． 最近,唐本忠［１］和 Ｐａｔｉｌ［２］等分别用常规的自由基聚合方法,将Ｃ６０接枝到聚合物分子主链上,我们已研究了不含导电高分子的Ｃ６０共聚物的光电导性能［３］,本文采用…     

纤锌矿型β-CuGa1-xZnxO2的Zn2+取代Ga3+不等价掺杂对其结构及光催化性质的影响

采用离子交换法制备了Zn²⁺在Ga-位不等价掺杂的功能陶瓷材料（β-CuGa_1-xZn_xO₂）. 通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对材料的晶体结构进行表征, 通过原位高温X射线衍射（HT-XRD）和同步热分析仪（TG-DSC）对材料的热稳定性进行表征, 通过紫外-可见漫散射光谱（UV-Vis DRS）以及第一性原理计算对材料的光学性质进行研究, 并通过甲基橙（MO）的降解反应评价了Zn²⁺在Ga-位的引入对该功能陶瓷光催化性能的影响. 结果显示, Zn²⁺的引入引起带隙变宽, 吸光范围变窄, 自发极化变小, 进而导致单位时间内生成的高活性物质减少, 不利于降解反应. 通过光致发光光谱（PL）对降解机理进行了初步探究. 根据实验结果提出了改进β-CuGaO₂性质的可能方法.     

硝酸异丙酯与Cl原子、 OH和NO3自由基反应的机理及动力学

采用CCSD(T)//M06-2X/6-311++G(d,p)方法, 结合传统过渡态理论, 研究了硝酸异丙酯与Cl原子、 OH及NO₃自由基的反应机理和动力学. 两个反应物单体首先形成氢键复合物, 随后X(X=Cl原子、 OH和NO₃自由基)提取硝酸异丙酯中叔碳的α-H原子或甲基的β-H原子, 室温下, 以X提取α-H原子为主. 反应的主要历程为 Cl原子(OH或NO₃自由基)提取(CH₃)₂CHONO₂的α-H原子, 生成HCl(H₂O或HNO₃)分子和(CH₃)₂CONO₂自由基, 后者分解为丙酮和NO₂. 结果表明, 在200~500 K温度范围内, 随着温度的升高, 丙酮和NO₂的产率降低; 在室温下, 硝酸异丙酯与Cl原子、 OH和NO₃自由基反应的速率常数分别为3.933×10^-11, 1.182×10^-13和7.134×10^-19 cm³·molecule^-1·s^-1. 计算所得硝酸异丙酯与OH自由基反应的动力学数据与实验结论一致.     

活性聚甲基丙烯酸甲酯和溴甲基化聚苯乙烯偶合反应制备接枝共聚物

采用基团转移聚合、阴离子聚合以及高分子偶合反应的方法,合成了一种结构明确、链长均匀和分子量可控的聚苯乙烯接枝聚甲基丙烯酸甲酯。主链聚苯乙烯由阴离子聚合得到,并进行溴甲基化。支链活性聚甲基丙烯酸甲酯由基团转移聚合制备。经偶合反应后得到分子量为3×10⁴～7×10⁴、多分散性指数D为1.2～1.4的接枝共聚物。溴甲基化聚苯乙烯和活性聚甲基丙烯酸甲酯的偶合反应活性随分子量的增大而降低,理想的反应温度为-20℃。用¹HNMR、GPC和DSC表征接枝产物。和均聚物相比,共聚物的玻璃化温度较低。     

具有双交联网络结构的纳米复合材料的制备及介电性能

利用官能团反应活化能的差异, 通过控制反应温度和时间制备了一种具有双交联网络结构的钛酸钡/聚芳醚酮纳米复合膜(BT-BCB/c-DPAEK). 对比研究纯聚合物薄膜及未经交联处理和仅进行单交联处理的复合薄膜发现, BT-BCB/c-DPAEK具有更加优异的力学性能和热性能, 并且其介电性能表现出良好的频率稳定性和温度稳定性. 由于双交联网络对于复合材料两相间界面的改善及高温下对聚合物分子链运动的限制, BT-BCB/c-DPAEK表现出十分优异的储能性能, 特别是在150 ℃, 300 MV/m场强下依然保持1.75 J/cm³的储能密度和80%的放电效率.     

Preparation and properties of two new soluble carbazole-containing functional polyacetylenes

Two new functional polyacetylenes bearing carbazole group as pendant,poly {3-[（4-ethynylstyryl）-N-butyl]carba/ole}（P1） and poly{3-[4-（prop-2-ynyloxy）phenyl-N-butyl]carbazole}（P2）,were prepared using[Rh（nbd）Cl)₂-Et₃N as catalyst.The polymers were soluble in common organic solvents such as CHCl₃ and THK Their structures and properties were characterized and evaluated with FTIR,¹H NMR,UV,TGA,GPC,and CV,respectively.The results show that the polymers possess high thermal stability and well hole-injection property.