一类高效复合型光引发剂的合成研究

硫鎓盐是一类有效的阳离子光引发剂,同时它在光解时也有自由基生成,实质上它是一种阳离子-自由基复合型光引发剂.硫鎓盐广泛地应用于涂料、油墨、电子工业、微细加工和快速成型等领域.它的出现使原本不能发生光聚合的单体,如环氧化合物发生光聚合反应,同时,它具有不受氧干扰,引发效率高、表面硬度高、深层收缩小,且可在光固化后用加热使固化反应更彻底等优点.     

用吸收光谱法测定鎓盐光解生成酸的量子产率

近年来,鎓盐化合物,如碘鎓盐、硫鎓盐和氧鎓盐等,作为光引发剂在酸催化微电子器件加工技术中得到了广泛的应用。我们曾对它们的稳态和瞬态光解及机理进行过比较详细的研究,也发现它们在光解时能以不同途径生成很强的无机酸(Bronsted酸),进而可引发单体阳离子聚合或高分子薄膜的交联等。很显然,在这一工作中准确测定它们光解时生成酸的量子产率将与微电子器件加工中光刻质量(如分辨率等)密切相关。在过去的工作中,一般采用酸碱滴定法困,即用氢氧化钠,氢氧化钾水溶液测定嗡盐光解生成酸的量子产率,但由于嗡盐在水中溶解度不很理想,因而结果往往不能重复,测定的酸量子产率误差较大,如Pappas用此法测得的三苯基硫嗡盐在254 nm光解生成酸量子产率为0.74,误差在正负20%。     

分子内敏化鎓盐的合成及光敏性研究

二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐是阳离子聚合的光引发剂和光敏产酸物,但他们在300nm以上的光吸收很低,限制了对紫外光的利用效率。为解决此问题,本文合成了一些新的碘鎓盐和硫鎓盐,并用凝胶时间方法考察了它们的光引发效率。实验结果表明,2-苯硫基甲基,2′,4′-二甲基二苯碘鎓盐和9-蒽丙基,二苯基硫鎓盐具有特别高的光引发效率,这归之于光照时这些鎓盐发生了分子内电荷转移反应,即发生了分子内敏化。9-蒽丙基二苯硫鎓盐分子中的蒽基(An)是电子给体也是敏化基团,光照时可发生如下反应: .     

利用荧光探针技术研究氧鎓盐光引发丁基乙烯基醚的阳离子聚合

 本工作合成了一组带不同取代基的氧鎓盐化合物,并对它们的荧光寿命、荧光量子产率以及用丁基乙烯基醚(BVE)进行猝灭的荧光猝灭常数进行了测定,发现带拉电子基的氧鎓盐化合物和BVE间存在着较强的相互作用,相反,推电子基的引入则减弱了这种影响,表明反应具有电子转移性质.由于在BVE的聚合过程中,被猝灭的氧鎓盐荧光会因BVE聚合、双键减少而使氧鎓盐荧光逐步恢复.因此利用这一现象作为荧光探针,考察了氧鎓盐光引发BVE的阳离子聚合过程.文中还对氧鎓盐光引发BVE聚合的机理进行了初步讨论.     

苯偶姻醚类对碘鎓盐引发环氧聚硅氧烷光聚合的促进作用

鎓盐引发的阳离子光聚合已有很多报道,但多偏重于低分子量环氧化合物的溶液聚合,对环氧树脂薄膜本体聚合的报道较少。鎓盐在紫外区(>300nm)吸收光的能力很低,苯偶姻醚可促进氟硼酸二苯碘[Ph_2I BF_4~-]在300—400nm的光分解,从而有助于它引     

氨基甲酸酯乙烯基醚类化合物光聚合性能研究

本文合成了一种双官能度的氨基甲酸酯乙烯基醚和一种三官能度的氨基甲酸酯乙烯基醚,并用实时傅立叶红外光谱分别监测了单官能度、双官能度和三官能度的乙烯基醚化合物在三芳基六氟锑酸锍鎓盐阳离子光引发剂(PAG-201)引发下的光聚合情况,对其光聚合动力学性能进行了比较,研究了引发剂PAG-201的浓度对双官能度单体光聚合的影响.结果表明,随着官能度的增加,乙烯基醚化合物的转化率和聚合速率降低.此外,对它们的聚合产物进行的热失重分析表明,随着官能度的增加,聚合产物的热稳定性增加.本文的结果对于研究开发基于氨基甲酸酯乙烯基醚单体的阳离子聚合体系具有较好的指导意义.     

利用荧光探针技术研究氧鎓盐光引发丁基乙烯基醚的阳离子聚合

本工作合成了一组带不同取代基的氧鎓盐化合物,并对它们的荧光寿命、荧光量子产率以及用丁基乙烯基醚(BVE)进行猝灭的荧光猝灭常数进行了测定,发现带拉电子基的氧鎓盐化合物和BVE间存在着较强的相互作用,相反,推电子基的引入则减弱了这种影响,表明反应具有电子转移性质.由于在BVE的聚合过程中,被猝灭的氧鎓盐荧光会因BVE聚合、双键减少而使氧鎓盐荧光逐步恢复.因此利用这一现象作为荧光探针,考察了氧鎓盐光引发BVE的阳离子聚合过程.文中还对氧鎓盐光引发BVE聚合的机理进行了初步讨论.     

UV/Vis-LED激发的香豆素吡啶鎓盐光引发剂的合成及性能

设计合成了3种基于香豆素骨架的紫外-可见发光二极管(UV/Vis-LED)可激发的新型吡啶鎓盐光引发剂, 并研究了这3种香豆素吡啶鎓盐的构效关系及其作为单组分自由基光引发剂在丙烯酸酯体系中的光引发活性. 紫外-可见吸收光谱分析表明, 这3种香豆素吡啶鎓盐在300~400 nm区域有较强吸收. 在LED@365 nm和LED@405 nm光源辐照下, 研究了3种光引发剂的稳态光解和光聚合动力学. 研究表明, 这3种香豆素吡啶鎓盐光引发剂在相应光辐照下都具有较好的光解速率. 此外, 3种光引发剂对丙烯酸酯都具有较好的引发活性. 构效关系研究表明, 吡啶环4号位引入推电子的甲氧基会使其引发丙烯酸酯单体聚合的活性降低; 而引入吸电子的乙酰基会使其引发丙烯酸酯单体聚合的活性增加. 差示扫描量热(DSC)实验表明, 此类吡啶鎓盐光引发剂具有较好的热稳定性. 当3种光引发剂与丙烯酸单体混合时可提升体系的热稳定性; 通过电子自旋共振(ESR)证明了活性物种的产生, 并对该类引发剂的引发机理进行了探讨.     

大分子阳离子光引发剂聚苯乙烯-碘(鎓)六氟锑酸盐的合成及其感光性能的研究

本文用羟基对甲苯磺酰氧基碘苯与聚苯乙烯进行亲电取代反应,得到大分子阳离子碘鎓盐光引发剂聚苯乙烯碘鎓-六氟锑酸盐(PS-I·SbF₆).用核磁共振仪、傅立叶红外光谱仪、凝胶渗透色谱仪、差示扫描量热仪、紫外分光光度仪对其进行了表征.与小分子碘鎓盐系光引发剂相比,PS-I·SbF₆的紫外最大吸收波长λ_max红移,在240-270 nm范围内有较强的吸收;固化成膜后其相对迁移率较小分子光引发剂有显著下降.初步研究了PS-I·SbF₆在环氧体系中的光固化性能,结果表明该体系有较好的光固化和后固化特性.     

光引发阳离子聚合反应的研究——Ⅱ.硫鎓盐DPTS引发乙烯基正丁醚光聚合动力学

以二苯基-4-苯硫基代苯基硫鎓盐(DPTS)为光引发剂,研究了乙烯基正丁醚的本体和溶液光聚合。在本体聚合中,聚合速率(R_p)与引发剂浓度成正比;在15～35℃范围内,聚合活化能几乎为零。分别以CHCl₃(CH₂Cl)₂和C₆H₅Cl作溶剂的溶液聚合,其R_p均比本体聚合者大,同时单体浓度对R_p的影响则表现出复杂的关系。根据普遍接受的硫鎓盐光解机理并假设溶剂和单体均可不同程度地参与引发反应,解释了溶液聚合中单体影响的动力学规律。     

Quantitative Detection of G‐Quadruplex DNA in Live Cells Based on Photon Counts and Complex Structure Discrimination

G‐quadruplex DNA show structural polymorphism, leading to challenges in the use of selective recognition probes for the accurate detection of G‐quadruplexes in vivo. Herein, we present a tripodal cationic fluorescent probe, NBTE , which showed distinguishable fluorescence lifetime responses between G‐quadruplexes and other DNA topologies, and fluorescence quantum yield (Φ_f) enhancement upon G‐quadruplex binding. We determined two NBTE ‐G‐quadruplex complex structures with high Φ_f values by NMR spectroscopy. The structures indicated NBTE interacted with G‐quadruplexes using three arms through π–π stacking, differing from that with duplex DNA using two arms, which rationalized the higher Φ_f values and lifetime response of NBTE upon G‐quadruplex binding. Based on photon counts of FLIM, we detected the percentage of G‐quadruplex DNA in live cells with NBTE and found G‐quadruplex DNA content in cancer cells is 4‐fold that in normal cells, suggesting the potential applications of this probe in cancer cell detection.     

Quantitative Detection of G-Quadruplex DNA in Live Cells Based on Photon Counts and Complex Structure Discrimination

G-quadruplex DNA show structural polymorphism, leading to challenges in the use of selective recognition probes for the accurate detection of G-quadruplexes in vivo. Herein, we present a tripodal cationic fluorescent probe, NBTE , which showed distinguishable fluorescence lifetime responses between G-quadruplexes and other DNA topologies, and fluorescence quantum yield (Φ_f) enhancement upon G-quadruplex binding. We determined two NBTE -G-quadruplex complex structures with high Φ_f values by NMR spectroscopy. The structures indicated NBTE interacted with G-quadruplexes using three arms through π–π stacking, differing from that with duplex DNA using two arms, which rationalized the higher Φ_f values and lifetime response of NBTE upon G-quadruplex binding. Based on photon counts of FLIM, we detected the percentage of G-quadruplex DNA in live cells with NBTE and found G-quadruplex DNA content in cancer cells is 4-fold that in normal cells, suggesting the potential applications of this probe in cancer cell detection.     

以聚苯乙烯为把的聚四氢呋喃(PTHF)梳型聚合物的制备

高分子的自组装已成为当今高分子科学的热门研究课题之一[1] .开展该研究工作 ,首先要获得特定结构的聚合物 .我们设计合成如图 1所示的梳型聚合物 ,调节制备Ａ ,Ｂ ,Ｃ三链段所用的单体和它们的聚合度等参数 ,并进一步进行自组装研究 .若Ａ段是结晶聚合物 ,且熔融温度低于Ｃ段的玻璃化转变温度 ,则在定型储能材料等方面具有应用前景 .合成梳型嵌段聚合物有三个方法 ,即发散 (Ｇｒａｆｔｆｒｏｍ) ,收敛 (Ｇｒａｆｔｔｏ)和大分子方法 .采用大分子技术 ,每个梳型链长及支化密度可控 ,一直是人们青睐的方法[2 ] .一般采用与普通烯类单体共聚…     

KINETICS OF SUSPENDED EMULSION POLYMERIZATION OF METHYL METHACRYLATE

The kinetics of suspended emulsion polymerization of methyl methacrylate (MMA), in which water acted as the dispersed phase and the mixture of MMA and cyclohexane as the continuous phase, was investigated. It showed that the initial polymerization rate (Rp0) and steady-state polymerization rate (Rp) were proportional to the mass ratio between water and oil phase, and increased as the polymerization temperature, the potassium persulphate concentration ([I]) and the Tween20 emulsifier concentration ([S]) increased. The relationships between the polymerization rate and [I] and [S] were obtained as follows: Rp0 ∝ [I]0.73[S]0.32 and Rp ∝ [I]0.71[S]0.23. The above exponents were close to those obtained from normal MMA emulsion polymerization. It also showed that the average molecular weight of the resulting poly(methyl methacrylate) decreased as the polymerization temperature, [I] and [S] increased. Thus, MMA suspended emulsion polymerization could be considered as a combination of many miniature emulsion polymerizations proceeding in water drops and obeyed the classical kinetics of MMA emulsion polymerization.     

氧化还原低温引发MMA/BA超浓乳液薄层共聚合的研究

以甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯(MMA-BA)作为混合单体、以乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)和共乳化剂十六烷醇(CA)作为复合乳化剂体系、聚乙烯醇(PVA)为液膜增强剂,制备了稳定的超浓乳液.以过氧化二苯甲酰(BPO)和N,N′-二甲基苯胺(DMA)为氧化还原引发体系,用一种新的超浓乳液薄层技术,在较低温度下引发共聚合.探讨了液膜增强剂种类和聚合环境对聚合稳定性影响;研究了薄层厚度,薄层面积,聚合温度和加热方式对体系(包括单体和水)挥发性和转化率的影响.比较了薄层和试管聚合的速率.用透射电子显微镜观察了水浴与烘箱加热方式下聚合物乳胶粒的形态,得到了在水浴中反应后的聚合物粒子平均粒径和分散度都减小的结果.     

含氟接枝共聚物为助稳定剂的苯乙烯细乳液聚合反应

以含氟接枝共聚物(PSG)单独作为助稳定剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂引发苯乙烯(St)的细乳液聚合。考察了聚合温度、乳化剂用量、引发剂用量和PSG用量对细乳液聚合转化率的影响。结果表明,以PSG单独作为助稳定剂,细乳液聚合过程较稳定,起始单体液滴数目与成核粒子数目几乎相等。最终转化率随着乳化剂用量和反应温度的提高而增加,引发剂用量影响不明显。在相同的反应条件下,分别以相同用量(w.t.%=0.091%时,占单体和水的总质量)的PSG和十六醇为助稳定剂用于苯乙烯细乳液聚合,反应290min后,PSG体系的聚合转化率达到87.2%,而十六醇体系的聚合转化率只有78.2%。     

含芳酰胺结构的新型甲壳型液晶高分子PMPACS的聚合反应动力学研究

采用称量法和GPC,研究了以二甲基乙酰胺为溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂,自由基溶液聚合制备含芳酰胺结构的新型甲壳型液晶高分子聚[乙烯基对苯二甲酸二(4-甲氧基苯胺)](PMPACS)的聚合反应动力学.研究发现,(1)MPACS的聚合反应在60℃时主要为双基偶合终止,所以反应后期聚合物分子量明显增大,分子量分布变窄;(2)该反应的聚合反应速率方程为Rp=kp[M][I]1/2,表观活化能Eα=44 kJ/mol,在60℃时的聚合反应常数kp=1.04 L·mol-1·h-1;(3)相同聚合条件下,单体的转化率和数均分子量随单体初始浓度[M]0的增加而增大,当引发剂浓度[I]0增加时,聚合物的分子量随之降低,分子量分布增大;(4)该研究虽采用普通自由基聚合,所得聚合物的分子量分布却较窄,仅为1.1～1.4.     

原子转移自由基聚合制备聚(丙二醇-g-苯乙烯)

以氯甲基化苯氧基聚丙二醇 (CMPOPPG)为大分子引发剂 ,由CuCl/bpy催化的苯乙烯原子转移自由基聚合反应合成了聚 (丙二醇 g 苯乙烯 ) .CMPOPPG经环氧丙烷 (PO)与缩水甘油苯基醚 (GPE)的开环聚合和氯甲基化反应制得 .接枝聚合反应具有可控性 .用1H NMR和微库仑分析法对接枝共聚物进行了表征 .结果表明 ,支链分子量可控 ,接枝率可达 8.6.     

Polymerization of vinyl monomers by alkali metal–thiobenzophenone complexes

The polymerization of vinyl monomers by use of alkali metal (Li, Na, K)–thiobenzophenone complexes was studied. Monoalkali metal complexes of thiobenzophenone (thioketyls) induced the polymerization of vinyl monomers such as acrylonitrile (AN) and methyl methacrylate (MMA), and dialkali metal complexes of thiobenzophenone (dianion) induced the polymerization of styrene (St), butadiene (Bd), and isoprene (Ip) as well as AN and MMA. The polymerization of MMA with the dianion was initiated by both the mercaptide and the carbanion of the dianion, but that of styrene was initiated by the carbanion alone. In the case of polymerization of MMA by the thioketyl, the initial rate of polymerization depended on the catalyst concentration and the square of the monomer concentration. Similar results were obtained in the case of the dianion. The polymer yield increased with increasng polarity of sovents. In the copolymerization of AN with MMA, the copolymer obtained consisted almost of AN units. From these results, it was concluded that the polymerization proceeded by anionic mechanisms.     

芳杂环二腈及其聚合物——Ⅻ.二(对氰基苯基)醚和二(对氰基苯基)砜的聚合反应动力学

<正> 我们曾研究了4,4'-联苯二甲腈(I)在联苯二甲腈氯化锌配合物催化下的聚合反应动力学,结果表明,该聚合反应是二级反应,聚合反应速度与氰基和配合物的浓度各成一次方比例,可用下式表示: