三重和四重氢键体系:设计、结构和应用

氢键是超分子化学领域具有特别重要地位的一种非共价作用。近年来,通过氢键自组装制备超分子聚合物已经成为超分子化学的一个热门研究领域。构筑性能优良的多重氢键体系奠定了这个领域的研究基础。其中,三重和四重氢键体系在构筑超分子组装体方面得到了广泛应用。本文综述了三重氢键、四重氢键组装体系的研究进展及其应用,重点介绍了各种三重氢键、四重氢键体系的设计思路和影响其稳定性的各种因素。     

具有四重氢键识别基元的超支化聚合物

在羟基/异氰酸酯基官能团比4∶1的条件下,通过超支化聚合物Boltorn H20(HPE)与Upy(ureidopyrimidinone)的反应,合成了带有四重氢键单元的改性超支化聚合物HPE-1.采用核磁共振仪及红外分析仪测定了HPE-1的结构.由于分子间强的相互作用,HPE-1在熔融状态下可拉丝,而HPE不能.由于分子中含有亲水的羟基和疏水的Upy基元,HPE-1在水中能够自组装成球状聚集体.在酸性溶液中聚集体变大,而在碱性溶液中聚集体破坏,这为制备敏感性材料提供了途径.     

基于四重氢键作用的相变保温聚氨酯

以一种新型含四重氢键脲基嘧啶酮单元（2-脲-4[1H]-嘧啶酮,UPy）的二元醇为扩链剂,扩链异氰酸酯基封端的1,6-己二异氰酸酯（HDI）与聚乙二醇（PEG）合成的聚氨酯预聚物,成功合成了含四重氢键单元的相变保温聚氨酯。通过DSC、XRD、黏度测试及拉伸力学性能测试对聚氨酯进行了性能分析。结果表明：该聚氨酯具有较好的...     

含UPy侧链聚氨酯的合成与性能

以二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）合成预聚体,用2-甲基-2-UPy（2-脲-4[H]-嘧啶酮）基-1,3-丙二醇为扩链剂制备了一系列侧链含UPy的聚氨酯。利用FT-IR、1 H-NMR、DMA和力学性能测试等手段对该聚氨酯的结构和性能进行了表征。结果表明：该聚氨酯的力学性能与不含UPy基团的聚氨酯相比有较大的提升;UPy的四重氢键效应形成的物理交联网络结构,使该聚氨酯的玻璃化转变温度随UPy含量的增加向高温方向移动,损耗角正切（tanδ）峰减弱;在宽频的频率场中,随着UPy含量增加,tanδ峰向低频移动,峰强减弱,储能模量增大。     

CAMDA扩链聚氨酯脲的硬段对形态与性能的影响

由红外光谱、核磁共振及质谱分析证实了所合成的3-氯-3’-甲氧基-4,4’-二氨基二苯基甲烷(CAMDA)具有预期的化学结构.用RIM方法制成的CAMDA基聚氨酯脲(PUU)性能接近于DETDA扩链的PUU.用快速手工浇注法制备了一系列由CAMDA扩链的不同硬段含量的PUU样品.采用DSC、SEM观察了硬段含量由10％增加到45％PUU形态的变化,并测量了力学性能.实验结果表明:随着硬段含量增加,PUU的形态由平行间隔的软、硬链段富集区经相互穿叉的软、硬段富集区,进一步聚集成硬链段富集球状超级结构,强度亦相应提高.     

具有四重氢键识别基元超支化聚合物的特殊流变行为

在羟基与异氰酸酯基官能团比1∶0.13、1∶0.25、1∶0.33和1∶0.5下,通过端羟基超支化聚(酯-胺)(HPEA)与单异氰酸酯基甲基异胞嘧啶的反应,合成了一系列以脲基嘧啶酮(ureidopyrimidinone,Upy)单元封端的超支化聚合物(HPEA-U).由于Upy单元间形成自识别四重氢键作用,Upy改性聚合物的熔融流变行为表现出了明显的温度和频率依赖性.随着Upy含量增加,聚合物的解缔温度逐渐增加.在低频范围内,随着频率增大,其表观黏度降低,储能模量增加.在临界频率以上,随着频率增大,出现剪切变稠及储能模量迅速降低现象.基于Upy微区结构的剪切破坏及游离Upy单元间的氢键结合,对这种特殊的流变行为进行了解释.     

二胺扩链剂对RIM聚氨酯－脲弹性体的结构与性能的影响

采用实验室小型ＲＩＭ机制备了一组不同芳香二胺扩链的嵌段聚氨酯－脲（ＰＵＵ）弹性体，借助于ＩＲ、ＤＳＣ、ＤＭＴＡ、ＳＥＭ以及拉伸试验等测试手段对其结构与性能进行了研究。     

新型侧链液晶聚氨酯扩链剂的合成与表征

本文合成了用以制备侧链型液晶聚氨酯的扩链剂二醇－４（４－甲氧基苯酰氧基）苯甲酸－双（β－羟乙基）氨基乙酯（ＩＶ），并以ＨＮＭＲ。ＦＴＩＲ、元素分析等测试手段对此二醇进行了表征，测试结果与设定结构相一致     

二胺扩链剂对RIM聚氨酯－脲弹性体的结构与性能的影响

采用实验室小型ＲＩＭ机制备了一组不同芳香二胺扩链的嵌段聚氨酯－脲（ＰＵＵ）弹性体，借助于ＩＲ、ＤＳＣ、ＤＭＴＡ、ＳＥＭ以及拉伸试验等测试手段对其结构与性能进行了研究．通过比较由ＭＤＡ、ＤＥＴＤＡ以及ＣＡＭＤＡ三种不同活性和结构的芳香二胺扩链剂与二异氰酸酯反应形成的硬链段对ＲＩＭＰＵＵ弹性体的结构与性能的影响，表明：ＭＤＡ基ＲＩＭＰＵＵ中软、硬链段微区界面作用指数很小，微相分离程度却很大，其性能最差；ＤＥＴＤＡ基ＲＩＭＰＵＵ弹性体有理想的界面作用指数，以及适当的微相分离程度，其性能位于三者之中最佳．ＤＭＴＡ研究证实在一定的温度范围内ＤＥＴＤＡ基ＲＩＭＰＵＵ的模量稳定性最好．     

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF WELL-DEFINED BLOCK COPOLYMERS CONTAINING PENDANT, SELF-COMPLEMENTARY QUADRUPLE HYDROGEN BONDING SITES

The title block copolymer (defined as PSUEA) containing pendant,self-complementary quadruple hydrogen bonding sites has been prepared successfully by three steps.First,poly(styrene-b-2-hydroxyethyl acrylate) (defined as PSHEA) was prepared by living radical polymerizing 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) initiated by polystyrene (PSt) macro- initiator,which was prepared via nitroxide-mediated polymerization (NMP) technique.After treated by excessive 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (IPD...     

一种具有二维状组装体结构的氢键结合超分子水凝胶的制备

近年来,基于低分子量有机凝胶因子(low molecular mass organic gelators)[1]形成的超分子水凝胶得到了广泛关注.     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究

纳米复合材料由于其纳米尺寸效应 ,表面效应以及纳米粒子与基体界面间强的相互作用 ,具有优于相同组分常规复合材料的力学 ,热学等性能 ,引起了人们的广泛关注 .用纳米材料改性聚合物 ,制备纳米复合材料是获得高性能高分子复合材料的重要方法 ,采用较多的是插层复合法 ,可分为两类 ,一是单体预先插层于层状结构填料的晶片层间 ,然后聚合 ;二是聚合物溶液或熔体直接插层于层状结构填料的晶片层间 .聚氨酯 (PU)是由多异氰酸酯与多元醇通过加聚反应而形成的高聚物 ,其重复结构单元是氨基甲酸酯链段( R2 OCONHR1NHCOO) .PU弹性体具有耐磨…     

几种分子间氢键络合物体系的振动光谱研究

本文对X·C_2H_2[X=(CH_3)_3N、NH_3、(CH_3)_2O和CH_3(N)及(NH_3)_2·C_2H_2]五种分子间氢键络合物体系进行了振动光谱研究。用MNDO方法对这五种体系进行了几何构型优化,获得了直角坐标力常数;通过力常数变换将其转换成内坐标表达的力常数,用GF矩阵方法作全振动分析,计算了上述体系的振动光谱频率,并对频率作了理论归属,从而得到了分子间氢键的伸缩振动力常数和振动频率。     

聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料的合成、结构与性能

采用插层聚合法合成了综合力学性能优异的聚氨酯 蒙脱土纳米复合材料 .X 射线衍射结果表明 ,蒙脱土以平均层间距不小于 4 5nm的宽分布分散在聚氨酯基体中 .加入 7 5wt%左右的蒙脱土 ,复合材料的拉伸强度高于纯PU基体的 2倍 ,断裂伸长率则高于纯PU基体的 4倍以上 .TGA分析表明 ,聚氨酯 蒙脱土纳米复合材料的热稳定性略有提高     

聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料的合成与性能

采用聚氨酯本体预聚法 ,利用原位插层聚合合成了聚氨酯 蒙脱土纳米复合材料 .通过X 射线衍射(XRD)和Molau实验研究了蒙脱土在复合材料中的分散情况 .红外分析 (IR)表明随着蒙脱土含量的增加 ,复合材料羰基氢键减少 .动态力学分析 (DMA)以及差热分析 (DSC)结果说明随着蒙脱土含量的增加 ,材料的玻璃化温度降低 .聚氨酯纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率同时提高 ,表现出较好的力学性能 .     

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF A NOVEL STYRYLTHIOPHENE MONOMER AND CORRESPONDING POLYURETHANE FOR NLO MATERIALS

A novel monomer, (trans)-7-[4-N,N-(di-β-hydroxyethyl) amino-benzene]-ethenyl-3,5-dinitro-thiophene (HBDT), was synthesized and characterized. The details of synthesizing the monomer andprepolymer, polyurethane with the monomer covalently incorporated are presented. The prepolymer andpolyurethane exhibited good solubility in common organic solvents. Molecular nonlinear optical properties ofthe monomer (HBDT) substituted thiophene based stilbenes is presented.     

离子/非离子复合型亲水单体的合成及高稳定性聚氨酯乳液的研究

本文合成了离子 非离子复合型亲水单体 (K6 0 0 ) ,并以K6 0 0、IPDI、聚酯二元醇为原料制备了自乳化聚氨酯乳液 .考察了K6 0 0对乳液外观、粒径、粘度、冻融稳定性、高温稳定性、抗电解质能力、pH值稳定性等性质的影响 .结果显示 ,以K6 0 0制得的乳液具有优异的综合稳定性 ,- 2 0℃ ,18h冻融 5次以上仍然稳定 ;可以耐受 80℃的长期高温 ;可与 10 %NaCl溶液以任意比例混合 ;可在pH =1～ 14的范围内性质稳定 ,说明离子 非离子复合型亲水单体对体系的综合稳定性具有很大的作用