高分子单链凝聚态与线团相互穿透的多链凝聚态

高分子单链凝聚态由于链内链结构单元间存在范德华吸引作用,高分子链呈打圈链构象,而多链凝聚态由于链内链单元间的吸引作用被与相互穿透的近邻链的单元间吸引作用所屏蔽,高分子链呈高斯链构象.本文简要介绍单链凝聚态试样的制备方法,单链单晶体、单链玻璃体、溶胀的单链高弹态拉伸等的实验观察,并提出从单链凝聚态到多链凝聚态的转变过程问题,即高分子线团的相互穿透过程,目前还缺少基础了解.     

高分子单链凝聚成与线团相互穿透的多链凝聚态

高分子单链凝聚态由于链内链结构单元间存在范德化吸引作用,高分子链呈打圈链构象,而多链凝聚态由于链内链单元间的吸引作用被与相互穿透的近邻链的单元间吸引作用所屏蔽,高分子链呈高斯链构象。本文简要介绍单链凝聚态试样的制备方法,单链单晶体、单链玻璃体、溶胀的单链高弹态拉伸等的实验观察,并提出从单链凝聚态到多链凝聚态的转变过程问题,即高分子线团的相互穿透过程,目前还缺少基础了解。     

环型高分子链在良溶剂中的线团行为Ⅰ——r环～r线和f环～f线的理论推导及实验验证

本文用简单的数学关系导出了稀溶液中由同一种单体组成,分子量相同的环型和线型高分子线团的等效球体半径比r_环/r_线和摩擦因子比f_环/f_线均为1/([η]_线/[η]_环)^1/3.在不考虑排斥体积效应的情况下,这个比值为2^-1/3即0.7937.均方半径比为0.7937²≈0.63.     

高分子研究中的一个知识问题——柔性链“从线团到小球”的构象变化

一条大分子链由许多小分子通过共价键连接而成.正是这一"连接"导致了大分子一些独特的物理性质及相关问题.本文希望阐明的就是这样一个小分子物理中没有的知识问题:小分子在溶剂中仅有溶或不溶2个状态;而自60年代起,理论学家们就预言一条柔性大分子链在溶解的状态下,其构象随着溶剂性质变差可以从无规线团蜷缩成一个单链小球.为了证明这一构象变化,实验学家们从70年代末起进行了大量的研究,直至90年代初期仍未观察到稳定的单链蜷缩小球.实验上这一长期悬而未解的问题困惑着众多研究者.甚至有理论学家在1993年报道,当今的样品制备和实验手段无法观察到一个热力学稳定的单链蜷缩小球.中国钱人元先生和一些其他研究者自80年代末期也开始关注与单链有关的问题.我们实验室从1993年开始另辟蹊径,通过制备和采用窄分布的热敏性水溶性高分子超长链,终于在1995年利用激光光散射首次观察到理论上预测的"线团到小球"的构象变化.随后,又揭示了变化过程中存在着一个全新的"融化球"构象以及在单链蜷缩小球中并无理论上预计的额外链互穿和打结.从得到的稳定单链蜷缩小球出发,我们又首次在实验上研究了"小球到线团"的过程,意外地观察到其在准理想状态附近滞后于"线团到小球"的构象变化,并证明该滞后可归于链蜷缩过程中形成的额外链内氢键.最后,借用红外纳秒脉冲激光加热的方法研究了"线团到小球"的蜷缩动力学,并发现其包含了在单个高分子链上"成核"和"粗化"先后2个过程.其中,"成核"过程与链长无关.经过近20年的努力,我们终于基本解决了这一近代高分子物理研究中与知识有关的重要问题,揭示了与其相关的一些大分子特有的物理性质.     

高分子合成方面的新发展(Ⅱ)

(六)烯类聚合 (1)阳离子聚合 阳离子的引发步骤中所存在最主要的问题就是辅触媒。这联系到另外一个问题:到底阳离子所引发的活泼中间体是个真正的离子,或且只是一个高度极化的分子。用含氫酸做引发剂时,引发机构是容易解释的。酸的氫离子移转到烯类单体,成为碳阳离子:     

铜(Ⅱ)配位树状高分子的研究进展

介绍了一类由铜配位的树状高分子化合物的配位方式、制备及其催化性质。树状高分子与铜配位方式主要有分子内酰胺键的配位和分子末端的端氨基配位或端酯基配位。同时介绍了铜金属纳米粒子的制备及性质。发现随着其代数的增加，所形成纳米粒子的尺寸逐渐减小，而且大大降低了纳米粒子的团聚现象。并探讨了此类大分子在该领域中的研究和应用前景。     

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.     

端基附壁高分子链的构象统计理论——Ⅱ.SAW尾形链

研究了SAW尾形链,采用精确计数和Monte Carlo模拟方法求得d维(d=2,3)SAW尾形链的构象数C_1~d和均方末端距[h_1~d(N)]~2及其分量随链长N的变化关系.发现它们与自由SAW链一样都服从标度律,从模拟数据拟合求出了这些SAW尾形链的临界指数.还表明短链SAW在壁的法向与NRW尾形链一样有所伸展,均方末端距的法向分量几乎是平行分量的2倍;但随N→∞,链自回避效应对壁的作用有所屏蔽,这与NRW尾形链有明显不同.     

拉力诱导下的紧密高分子链相变行为

采用相互作用自回避行走(interacting self-avoiding walks,ISAWS)模型研究了一端固定的紧密高分子链在拉伸过程中的低温相变行为,观察到在拉伸过程中当温度T<0.1时平均拉力会出现一个震荡,随着温度的升高这种震荡现象又渐渐消失,这是由于紧密高分子链在低温时类似于β折叠的"冻结构象"被拉开而引起的.比较吸附条件下和无吸附作用下平均拉力、自由能以及相变行为的差别,发现在吸附条件下在拉伸的初始阶段为了克服表面吸附的相互作用,拉力会出现一个峰.吸附作用也使得外界作用到高分子链上的实际有效拉力减小,造成崩塌相态(collapsed phase)区域面积减少.另外发现在吸附条件下平均拉力还受温度变化的影响.在拉伸的初期由于单体间存在体积排除效应,平均拉力是随着温度的升高而降低,随着拉伸的深入当末端距到达一定长度时平均拉力是随着温度的升高而增加.并同Kumar等人在不考虑吸附作用下拉伸紧密高分子链得到的结果进行了比较.这些研究对于进一步研究外力诱导下吸附紧密高分子的相变有一定的参考价值.     

环型嵌段高分子的强分凝理论方法

环型嵌段高分子没有自由端,分相结构会存在两种嵌段共混相区,使经典的线型嵌段高分子强分凝理论不能适用.在强分凝极限下,推导了两个共混相区之间的界面能,并结合两端固定在不同界面上的链的拉伸能,从而建立了环型嵌段高分子的强分凝理论研究方法.将此理论应用于环型两嵌段高分子体系,发现环型链比等链长的线型链更难相分离,且相结构周期远小于线型链.这与自洽场理论的结果一致.将此理论应用于环型三嵌段高分子,发现三元相图中心附近出现多种无共混相区的砖块堆积结构,而在靠近相图边缘部分,即组分比例较不对称时,含共混相区的层状和柱状结构占优势.     

含不同柔性链的(甲基)丙烯酸酯类液晶高分子的合成及其液晶行为研究

通过改变侧链中柔性间隔基的长度,合成了一系列含有两个手性中心的侧链液晶（甲基）丙烯酸酯类聚合物.红外、核磁和GPC表征各中间体、单体及聚合物的结构和分子量.通过DSC和热台偏光显微镜系统地研究了单体和聚合物的液晶态织构.结果表明,含有六个碳的柔性间隔基的丙烯酸酯类聚合物表现为近晶SA和手性近晶SC^＊液晶相.     

铜(Ⅱ)、锰(Ⅱ)、镍(Ⅱ)高分子配合物的合成、表征与催化性质研究

合成出以乙二胺为核，马来酸酐为支化结构单元的马来酰胺树枝状高分子、高分子配体及其铜、锰、镍配合物，通过凝胶渗透色谱、红外光谱、紫外光谱、X-射线光电子能谱等对产物进行了结构表征，并就金属配合物对催化分解双氧水反应进行了研究。     

受限于平行界面之间高分子链力学行为的研究

采用PERM(pruned-enriched-rosenbluth method)算法,和简立方格点上的自避行走模型,研究了受限于平行界面之间的星型高分子链和线型高分子链的力学行为,并将两种结果进行了比较.模拟结果表明,如果界面对高分子链存在吸附作用,界面之间距离D的增大需要外力的作用;如果界面对链没有吸附作用,则D的增大是一个自发的过程,无需外力的作用.随着界面间距D的增大,通过计算星型链和线型链的均方回转半径〈S2〉和形状因子〈δ*〉,研究了链尺寸和形状的变化情况.另外,为了更细微地了解星型链和线型链的结构及力学行为,还研究了受限高分子链在平行界面之间的轨链(train)、环链(bridge)和尾链(tail).     

分子链构象变化对高分子液晶相行为的影响

聚肽高分子溶解在含有机酸的有机溶剂中可以在室温条件下形成液晶．随着温度的下降,体系中的酸分子会引起聚肽分子链发生由刚性螺旋结构向柔性无规线团结构的构象转变．这种转变将导致一个由液晶态向非液晶态的相变．在Ｆｌｏｒｙ格子理论和Ｚｉｍｍ Ｂｒａｇｇ理论的基础上,作者已提出了有关这一现象的理论解释,并通过引入一个与温度有关的库恩链长径比ｘｋ,使理论进一步完善,更切实际地解释聚肽液晶的相行为．此外,还讨论了不同分子刚柔性,不同高分子 溶剂作用系数χ对液晶相行为的影响,以及研究了聚肽液晶的有序参数．     

新型络合吸附剂的研究(Ⅳ)──铜(Ⅱ)、镍(Ⅱ)模板高分子多乙烯多胺吸附剂的记忆性

研究了铜(Ⅱ)、镍(Ⅱ)离子模板高分子多乙烯多胺络合吸附剂的动态吸附金属离子的行为。5个周期的动态吸附结果表明,合成的铜(Ⅱ)、镍(Ⅱ)模板吸附剂分别对铜(Ⅱ)和镍(Ⅱ)金属离子具有稳定的吸附能力,其动态饱和吸附量达4.357mmolCu(Ⅱ)/g[铜(Ⅱ)模板吸附剂]、3.153mmolNi(Ⅱ)/g[镍(Ⅱ)模板吸附剂];相对误差分别为±1.5%和±2.2%.     

直链共轭高分子的分子轨道理论(Ⅱ)——共轭体系的同系线性规律

应用差分方程法讨论了一类单连直链共轭高分子的本征方程的分解表达式。提出近似模型,用插入法得到具有交替键长的完整共轭多烯的能级和分子轨道的解析表达式,使许多单连同系列共轭分子的电离势线性关联,包括不同的能级都可用统一的参数处理。对双连体系做了类似研究,并提出了相关系数的严格评定判据。     

高分子药物研究——Ⅱ.主链含5-氟脲嘧啶聚酯的合成

本文报道主链含5-氟脲嘧啶聚酯的合成及抗动物肿瘤初步试验。将5-氟脲嘧啶在二甲基甲酰胺中与无水碳酸钾作用,所生成的5-氟脲嘧啶钾盐随即与双氯乙酸二醇酯进行共缩聚,得到了6种主链含5-氟脲嘧啶的聚酯。同时还合成了三种新的双氯代乙酸二醇酯单体。     

松香基功能高分子对Cu(Ⅱ)吸附性能的研究

以马来松香丙烯酸乙二醇酯和丙烯酸为功能单体,采用悬浮聚合法合成了松香基功能高分子,重点研究了其对水中Cu2+的静态吸附性能。结果表明,在溶液pH=5.0,Cu2+为3.0mg/mL,温度为308K的条件下,其对Cu2+的最大静态饱和吸附量为67.06mg/g;松香基功能高分子对Cu2+吸附速率符合一级动力学方程及颗粒内扩散方程,过程受液膜扩散阻力及颗粒内扩散阻力共同影响;松香基功能高分子对Cu2+吸附过程符合Freundlich和Langmuir方程;对吸附热力学的研究结果表明,该树脂对Cu2+的吸附为放热过程,而且是自发进行的。     

医用高分子(摘要)

高分子医用材料包括绷带、输血管、导尿管、人工骨头、无缘软眼镜片、人工肾、人工肝及人工肺等等。作为医用材料要求具有一定的形状,不凝血,要有弹性。适合这种要求的高分子有:(1)硅橡胶,其中硅氧链要为直链;(2)Avcothane弹性体是聚氨酯(90％)-硅橡胶(10％)的嵌段共     

紫外-可见光谱法研究β-环糊精对短链脂肪胺及其Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)配合物的包合行为

本文首次报道了β-环糊精(β-CD)与一组有机客体及其配合物的包合行为。以β-CD及其衍生物：单[2-氧-(2-甲基)]-β-CD(Mβ-CD)和单[2-氧-(2-羟丙基)]-β-CD(HPβ-CD)为主体,以乙二胺(en,1)、二乙烯三胺(dien,2)、三乙胺(3)、乙二胺四乙酸(4)以及(1)与(2)的配合物[Cu(en)₂]Cl₂·H₂O (5)、[Cu(dien)₂]Cl₂·H₂O (6)、[Ni(en)₃]Cl₂·1.5H₂O (7)和[Ni(dien)₂]Cl₂·H₂O (8)为客体,通过竞争包结法考察了水溶液中β-CD与客体1～4之间的相互作用,4个包合物生成常数的大小具有如下排序：3>2>4>1,客体分子结构上的微小差异譬如不同的链长与侧链是导致它们在水溶液中与β-CD相互作用产生差异的根本原因。此外,本文研究了β-CD,Mβ-CD和HPβ-CD与4个经典配合物5～8形成第二配位层(超分子)包合物的化学计量和生成常数。结果表明,处于第一配位层(配合物)中的中心体和配体的本性,明显影响第二配位层(包合物)中主体与作为客体的配合物之间的包合作用强度。并且主体不同,影响的幅度也不同。