基于聚烯烃和聚苯乙烯的梳形(共)聚合物的研究进展

无论从生物大分子还是合成高分子,均表明大分子链拓扑结构对于材料性能具有重要的作用。探索聚合物分子链拓扑结构与材料性能的关系一直是高分子材料科学研究的重要课题。活性/可控聚合技术为特定拓扑结构的分子链(如:梳形聚合物)设计合成提供了有效途径,进而可以方便地调控聚合物的分子结构及其性能。针对梳形聚合物的合成,目前主要采用三种合成策略,分别是"Graft onto"策略、"Graft through"策略和"Graft from"策略。结合作者课题组的工作,本文综述了以聚烯烃和聚苯乙烯为基础的梳形(共)聚合物的可控合成以及结构与性能关系的研究进展,重点阐述了长链支化结构参数(支链长度、支链密度和化学组成)对于聚合物熔体行为、发泡行为和结晶行为的影响规律。     

含环糊精链节的拓扑高分子

星形、超支化、树枝状、刷状等具有支化拓扑结构的高分子通常具有不同于直链结构高分子的优异性能。将有客体包合功能的环糊精与其结合构筑环糊精拓扑高分子体系,有望在分子识别、基因传输、药控释放等领域得到应用。本文根据高分子拓扑形态的不同,从星形、超支化、树枝状以及其他拓扑形态环糊精聚合物的合成及自组装构筑等方面进行了总结和评述,并在此基础上展望了基于环糊精的拓扑高分子的研究方向和发展趋势。     

拓扑结构高分子的高效“点击”合成

树枝状、梳形、超枝化、星形、及H形等支链结构和环形、多环形等结构的拓扑高分子具有不同于直链结构高分子的独特性能,是一类在材料改性、纳米科技和生物医药等领域有着重要应用前景的新型功能性聚合物材料,日益受到人们的重视,但其复杂的结构导致它们的合成非常繁琐并因此束缚其实际应用.具有定量、快速、高效和高选择性、反应条件温和、产物单一、易于分离等特点的点击反应(click reaction)的应用极大地推动了拓扑结构高分子合成方法的发展.本文就炔/叠氮1,3-偶极环加成反应(CuAAC)、硫醇-烯/炔、胺-丙烯酸酯、Diels-Alder环加成等点击反应应用于树枝状、超枝化、环形、星型等拓扑结构高分子的合成做一简要介绍,并提出了进一步的研究方向.     

拓扑蛋白质的设计与合成

拓扑蛋白质是一类具有复杂拓扑结构的非线性蛋白质,为抗体工程、工程酶、生物材料等领域提供了崭新的研究对象,具有重要的基础科学意义和应用价值.本专论从拓扑高分子合成的重大挑战出发,总结了天然拓扑蛋白质的合成策略,详细阐述了如何灵活应用组装和反应协同构建人工拓扑蛋白质,讨论了拓扑蛋白质的表征方法,并提出了该领域进一步发展所面临的挑战和机遇.     

二维高分子的制备、组装及其高效电化学应用

二维高分子是通过共价键连接的在二维平面内具有周期性排列结构的分子片,因其具备质轻、柔性、可调结构和高适应性等优点近年来受到了国内外研究学者的广泛关注.可控制备二维高分子对于研究二维高分子的结构与性能关系、合成特定功能化改性的二维高分子具有重要的意义.本文以本课题组的研究工作为出发点首先围绕一种天然二维高分子材料(石墨烯...     

双齿N^N、N^O、P^O和P^N型镍配合物催化乙烯聚合/齐聚的最新进展

聚烯烃是一类重要的高分子材料, 已经广泛应用到人们生活的方方面面, 目前全世界每年生产的聚烯烃已超过10亿吨. 聚烯烃产品由简单烯烃在催化剂作用下聚合转变成为聚烯烃材料, 结构不同的催化剂可以产生结构和性能各异的聚烯烃, 所以催化剂是聚烯烃研究的核心.     

超分子拓扑高分子：合成、组装及功能

超分子拓扑高分子结合了非共价键的动态可逆特性和共价型拓扑高分子的结构特点,是一种具有广泛应用前景的高分子物种.本文从超分子拓扑高分子的合成、组装及功能等三个方面综述了该领域的最新研究进展.首先重点强调了利用直接或间接方法来构筑超支化、树枝状、星形、刷形、交联型和环形等超分子拓扑高分子的策略,其次从内部结构参数和外部环境响应两方面介绍了调控超分子自组装行为的主要方法,然后对其在生物医用材料、光电活性材料以及自修复材料等领域的潜在应用进行了较为全面的总结,最后指出了超分子拓扑高分子研究领域目前存在的关键问题和重要挑战.     

螺双内酯及其衍生物化学的研究进展

螺双内酰是一类含双内酯环和螺碳原子这一特定结构的化合物。这种特定螺双内酯结构决定了这类化合物具有特殊的物理和化学性质。本文主要综述了螺双内酯及衍生物的合成方法、衍生化反应、手性拆分以及在合成高分子领域的研究现状和进展。     

支化聚烯烃的合成研究*

本文综述了近年来以不同催化体系合成具有不同支化拓扑结构聚烯烃的研究进展。传统的方法主要是通过乙烯自由基聚合和前过渡金属催化剂催化乙烯与希小烯烃共聚来合成支化聚乙烯。其中,原位共聚法可合成得到具有不同支化度、不同支链长度的支化聚乙烯。新发展起来的后过渡金属催化剂,不仅可以催化单一乙烯合成出支化、超支化,甚至是树枝状等一系列不同拓扑结构的聚乙烯,而且可以催化乙烯与极性单体共聚得到末端功能化聚乙烯。     

我国高分子化学研究20年来的进展概要

简要叙述我国近２０年来在高分子化学研究领域中的自由基聚合、光诱导聚合、Ｚｉｅｇｌｅｒ Ｎａｔｔａ聚合和茂金属聚烯烃、环醚、枘酯等开环聚合、缩聚反应合成ＰＥＥＫ和耐热性杂环高分子含氟高分子、生物医学高分子、导电高分子、液晶高分子方面的进展。     

序列可控高分子的合成及应用

序列可控高分子是指高分子链中不同单体单元按特定顺序排列的高分子.自然界中的生物大分子,如核酸分子和多肽,其精确的序列结构决定了其复杂功能的表达.受此启发,序列可控高分子的合成及序列结构与性能关系研究近年来受到了越来越多的关注.本文介绍了近年来在序列可控高分子合成方面的重要研究成果,突出介绍了本课题组在序列可控高分子方向的研究进展.最后,对序列可控高分子的应用进行了总结和展望.     

α-烯烃聚合高效催化剂

自从50年代Ziegler-Natta催化剂问世,开拓了高分子合成的新领域以来,国外对烯烃配位聚合的研究非常活跃。经过30多年的发展,用Ziegler-Natta催化剂和配位聚合方法合成的各种聚烯烃树脂已成为当前世界上比例最大的高分子产品。近年来,由于催化剂制备技术和聚合工艺不断改进,聚烯烃工业得到迅速发展,而且催化     

结构可控的功能化聚烯烃设计与合成

聚烯烃的功能化是聚烯烃研究领域的热点,设计和合成结构可控的功能化聚烯烃 是目前聚烯烃功能化的主要研究方向.本文首先对功能化聚烯烃进行结构上的归纳分类,然后针对不同结构的功能化聚烯烃,分别综述了其设计与合成方面近年来的研究进展,并展望了聚烯烃功能化研究的前景.     

基因治疗中高分子载体的发展现状

高分子基因载体输送系统是人类基因治疗研究中的一个重要工具。随着对高分子基因载体输送机制的深入了解,靶向细胞核的病毒型结构高分子载体既具有非病毒载体的结构灵活可控、低毒性、合成简便、费用低廉的优点,又具有病毒载体的高效、靶向细胞核作用强的优点,其将有较大的发展前景。近年来,针对特定的基因输送设计了多种高分子载体。本文介绍了聚乙烯亚胺(PEI)、聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯(PDMAEMA)、嵌段共聚物、多聚赖氨酸(PLL)、糖类高分子(β-环糊精、壳聚糖、葡聚糖)等高分子载体的研究进展。     

结构明确聚烯烃接枝共聚物:合成、结构与性能

实现聚烯烃功能化是制备高性能聚烯烃材料、拓展聚烯烃应用的重要手段,几十年来得到了学术界及工业界的广泛关注。聚烯烃接枝共聚物作为一类重要的功能化聚烯烃,包含聚烯烃链段（PE、PP等）及功能化聚合物链段（PS、PMMA、PEG等）,因而在提高功能单元含量的同时能保持聚烯烃单元优异的结晶、加工性能。结构明确的聚烯烃接枝共聚物,具有结构参数可控、综合性能可调的特点,对于认识聚合物材料结构-性能关系、拓展聚烯烃应用范围具有重要的学术和实际意义。聚烯烃接枝共聚物的合成方法可以分为三种类型：“共聚接枝（graft-through）”、“引出接枝（graft-from）”、“偶联接枝（graft-onto）”。前两种合成方法往往涉及烯烃配位聚合与其他聚合方式的机理转化过程;其中,反应性聚合物中间体作为大分子引发剂、大分子RAFT试剂、大分子单体参与接枝反应,实现接枝共聚物的可控制备。第三种方法思路简单明确,即利用聚烯烃侧基反应性基团与其他聚合物反应性端基之间的高效偶联反应实现接枝共聚物制备。本文从合成、结构及性能三方面较为全面地综述了结构明确聚烯烃接枝共聚物的研究进展,着重讨论了新兴合成方法及相应接枝共聚物的潜在应用。     

基团转移聚合新进展

评述了近几年来基团转移聚合在聚合单体、引发剂、催化剂、聚合实施方法及应用等方面的新进展，阐明了基团转移聚合技术在各种特定结构高分子合成中所起的重要作用。     

Monte Carlo模拟研究高分子单链在基体中扩散的拓扑效应

高分子流体的性质同高分子的链结构及其动力学行为密切相关. 在高分子共混物中,共混组分的性质不仅依赖于自身的拓扑结构,还受到其它组分分子拓扑的影响. 本文中采用基于格子模型的Monte Carlo模拟方法研究了在高分子基体中扩散的4种不同拓扑组合（环形或线形高分子链）体系中目标单链的静态和动态性质. 结果发现,环形目标单链的性质受基体分子拓扑结构的影响要大于线形目标单链;其中环/线这一拓扑组合中目标单链的扩散机理相比其本体已经发生了较大改变,链末端在其中起了重要作用. 此外,我们对引起这一现象出现的可能原因做了分析.     

不同拓扑结构高分子链在拉伸流场下如何穿过柱状纳米小孔?

在流场剪切下发生形变的高分子穿过比自身尺寸还小的纳米孔的现象被称为高分子的超滤.阐明该现象是高分子物理研究中的一个重要课题,它的研究与许多其它领域相关,如高分子研究中常用的体积排除色谱,石油开采用的高分子助剂,DNA、mRNA和蛋白链的跨膜传输.然而,因缺乏合适的理想高分子样品及纳米孔中超滤流场的不确定性,直到21世纪初人们仍未系统地在实验上对高分子的超滤行为进行本质探究.为揭示其物理本质及验证相关理论,近十年来我们课题组合成了一系列具有不同拓扑结构的模型高分子,解决了在纳米孔道中形成理想拉伸流场等一系列技术难题,成功开展了对高分子链在柱状纳米小孔中超滤行为的系统研究.本文回顾了高分子链穿过纳米小孔的经典理论,并综述了我们所取得的研究成果,即(1)首次成功观测到了线形高分子链穿越柱状纳米小孔的"coil-to-stretch"转变行为,并发现过孔临界流量的确与高分子链长无关,但与小孔直径相关,与de Gennes经典理论的预测不相符;(2)结合实验观测结果,建立了不同拓扑结构高分子链穿过柱状纳米小孔的统一理论描述;(3)通过高分子模型样品,系统地在实验上研究了过孔临界流量与高分子链拓扑结构、小孔结构之间的关系;(4)根据实验研究结果和新发展的理论描述,成功实现了不同拓扑结构高分子链混合物的分离以及高分子聚集结构之间的快速转变.     

聚甲基异丙烯基酮和聚异亚丙基丙酮的不对称硅氢化反应

光活性高分子的合成具有重要意义，它在生物活性高分子、用于不对称合成的高分子试剂或催化剂以及不对称选择性色谱柱填料等领域具有潜在的应用价值．研究表明，不对称选择性聚合反应难以获得高光学活性的高分子［１］，而手性过渡金属络合物催化的高分子不对称反应是获得...     

聚烯烃共混物注射制品的形态控制与多层次结构

从注射制品形态控制和结构表征的角度探讨高分子材料加工-形态-性能之间的关系.研究中采用动态保压成型方法来制备注射样品,在注射成型过程中引入剪切应力场的作用,制得的样品表现出明显的多层次结构,从外向里分别为皮层、剪切层、芯层,表现出不同的相形态、结晶形貌以及取向行为.研究发现,剪切应力对聚烯烃的形态发展和结构变化具有重要影响.在剪切应力的作用下,聚烯烃共混物中分散相会发生变形、取向,从而导致共混物的相转变点发生移动;结晶形态从球晶转变为shish-kebab结构;聚烯烃共混物在高剪切应力下相容,低剪切下发生相分离;HDPE/PP共混物的注射制品中出现附生结晶等现象.