三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯沉淀聚合制备单分散聚合物微球

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体,偶氮二异丁腈为自由基引发剂,以乙醇或乙醇-水混合物作溶剂,在2 wt%的单体浓度下通过沉淀聚合制备了交联聚合物微球.探究了聚合时间、混合溶剂的含水量以及交联剂TMPTA用量对聚合过程及聚合产物的影响.结果表明,增加TMPTA用量可提高单体转化率和微球产率;所得微球的粒径则随着TMPTA用量的增加而减小.TMPTA用量占单体总量40 wt%至80 wt%,反应时间不少于6 h时可制得高度单分散聚合物微球,产率达到80%以上.在反应介质中加入水可明显提高单体转化率和微球产率,当混合溶剂中水的体积分数为35%时,仍可制得高度单分散聚合物微球,产率可达94%;但当混合溶剂中水的体积分数达40 vol%时,所得微球的多分散系数增大.     

环形侧链聚合物刷的合成与表征

通过grafting-onto方法合成高侧链接枝密度的环形侧链聚合物刷并进行结构表征.先通过开环易位聚合(ROMP)制备带有炔基侧基的线形聚降冰片烯衍生物主链(l-PND),通过原子转移自由基聚合(ATRP)和铜催化的叠氮-炔环加成(Cu AAC)反应制备带有一个叠氮基的环形聚丙烯酸叔丁酯侧链(c-Pt BA),再利用Cu AAC反应将环形侧链高密度地接入主链,得到环形侧链聚合物刷.通过核磁氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和红外光谱(IR)对聚合物主/侧链及聚合物刷的结构和组成进行了表征.该聚合物刷主链聚合度为400,高接枝密度的环形侧链使主链构象伸展.聚合物刷在原子力显微镜(AFM)下呈单分子蠕虫形貌(柱状形貌),分子长度为200 nm,直径为30 nm.     

光响应负载型脯氨酸的合成及其在水相中催化不对称羟醛缩合反应的应用

应用RAFT聚合法合成了含脯氨酸、香豆素及聚乙二醇的光响应负载型催化剂(P),其结构经¹H NMR和元素分析表征。紫外光谱分析表明：在紫外光照前后, P的结构会发生变化。催化性能测试结果表明：P在紫外光照前后均能实现水相中催化环己酮和4-硝基苯甲醛之间的羟醛缩合反应,收率65%~76%, dr>93/7, ee>95%。     

衣康酸-天冬氨酸-苯乙烯磺酸钠三元共聚物合成及阻垢性能研究

以衣康酸(IA)、天冬氨酸(ASP)及苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成了IA-ASP-SSS三元共聚物,并对产物结构进行红外表征。探讨单体配比、引发剂用量、聚合温度、反应时间对共聚物阻垢性能的影响,通过正交实验和单因素实验确定最佳合成条件。采用静态阻垢法考察阻垢剂用量、钙离子浓度对阻垢性能的影响。结果表明：共聚单体的物质的量比(nASP:nIA:nSSS)为1:1:0.1、引发剂用量为单体总质量的9%、反应温度85℃且反应时间3h时,合成的IA-ASP-SSS共聚物对碳酸钙、磷酸钙及硫酸钙的阻垢率皆在95%以上,且此共聚物阻垢剂适用于高硬度水环境。     

不饱和糖功能单体接枝聚氨酯膜的制备及其血液相容性

通过葡萄糖、丙烯酸羟乙酯和丁二胺反应,制备了含不饱和双键的糖基功能单体。 采用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对合成的产物进行结构表征确定。 采用紫外光引发接枝聚合技术,将制备的不饱和糖单体接枝聚合到聚氨酯膜的表面,以衰减全反射模式下傅里叶红外光谱对表面接枝反应进行了确认。 通过静态水接触角实验和血小板黏附实验,分别对改性聚氨酯膜表面的亲水性和血液相容性进行了研究,结果表明,改性聚氨酯膜表面的接触角从86°降低到45°,血小板的粘附量由14.36×10³ cells/mm²减少到2.57×10³ cells/mm²,亲水性明显增强,血液相容性显著改善。     

Rapid “one-pot” preparation of polymeric monolith via photo-initiated thiol-acrylate polymerization for capillary liquid chromatography

A facile approach was exploited for fast preparation of polymer-based monoliths in UV-transparent fused-silica capillaries via “one-pot” photo-initiated thiol-acrylate polymerization reaction of dipentaerythritolpenta-/hexaacrylate (DPEPA) and 1-octadecanethiol (ODT) in the presence of porogenic solvents (1-butanol and ethylene glycol). Due to relative insensitivity of oxygen inhibition in thiol-ene free-radical polymerization, the polymerization could be performed within 5 min. The effects of composition of prepolymerization solution on the morphology and permeability of poly(ODT-co-DPEPA) monoliths were investigated in detail by adjusting the content of monomer and binary porogen ratio. The physical properties of poly(ODT-co-DPEPA) monoliths were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), mercury intrusion porosimetry (MIP) and nitrogen adsorption/desorption measurement. The evaluation of chromatographic performance was carried out by capillary liquid chromatography (cLC). The results indicated that the poly(ODT-co-DPEPA) monolith was homogeneous and permeable, and also possessed a typical reversed-phase retention mechanism in cLC with high efficiency (∼75,000 N m⁻¹) for separation of alkylbenzenes. Eventually, the further separation of tryptic digest of proteins by cLC tandem mass spectrometry (cLC-MS/MS) demonstrated its potential in the analysis of biological samples.     

Ultrasensitive electrochemical biosensor for specific detection of DNA based on molecular beacon mediated circular strand displacement polymerization and hyperbranched rolling circle amplification

Using a cascade signal amplification strategy, an ultrasensitive electrochemical biosensor for specific detection of DNA based on molecular beacon (MB) mediated circular strand displacement polymerization (CSDP) and hyperbranched rolling circle amplification (HRCA) was proposed. The hybridization of MB probe to target DNA resulted in a conformational change of the MB and triggered the CSDP in the presence of bio-primer and Klenow fragment (KF exo⁻), leading to multiple biotin-tagged DNA duplex. Furthermore, the HRCA was implemented to product amounts of double-stranded DNA (ds-DNA) fragments using phi29 DNA polymerase via biotin-streptavidin interaction. After the product of HRCA binded numerous biotinylated detection probes, an ultrasensitive electrochemical readout by further employing the streptavidin-alkaline phosphatase. The proposed biosensor exhibited excellent detection sensitivity and specificity with a log-linear response to target DNA from 0.01 fM to 10 pM as low as 8.9 aM. The proposed method allowed DNA detection with simplicity, rapidness, low cost and high specificity, which might have the potential for application in clinical molecular diagnostics and environmental monitoring.     

天然橡胶/石墨烯纳米复合材料的制备及耐核辐射性能

采用乳液共混和原位还原法制备了天然橡胶(NR)/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料,研究了γ射线辐照对复合材料力学性能和热稳定性的影响.研究结果表明,RGO以少数几层堆叠片层结构均匀分散于NR基体中.RGO的加入可显著提高NR的力学性能和热稳定性,加入质量分数为0.6%的RGO可使材料拉伸强度由(22±1.4)MPa提升至(25±1.1)MPa,质量损失50%对应的温度(T50)升高6.4℃.经200 k Gy的γ射线辐射后,纯NR的拉伸强度和T50分别下降了75%和4.5℃,而NR/RGO-0.6%复合体系仅分别下降了56%和1.2℃.揭示了RGO提高材料耐辐射性能的机理,由于RGO可捕捉猝灭因辐射产生的自由基,从而减弱了辐射老化降解和交联反应的发生.     

原子转移自由基聚合法制备超大孔聚合物微球

以甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体(GMA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,采用原子转移自由基聚合法(ATRP)制备了PGMA-EDMA大孔聚合物微球,采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及压汞法对PGMA-EDMA微球进行了表征.研究结果表明,原子转移自由基聚合法制备的PGMA-EDMA微球的孔径尺寸及比表面积均大于普通自由基聚合法(CFRP)制备的PGMA-EDMA;ATRP法制备的PGMAEDMA微球的颗粒尺寸(100~400 nm)明显小于CFRP法制备的PGMA-EDMA微球的颗粒尺寸(1000 nm).PGMA-EDMA(ATRP)的微球粒径尺寸分布优于PGMA-EDMA(CFRP).因此PGMA-EDMA(APRP)微球在快速蛋白分离纯化方面有潜在的应用前景.     

桥联茂钛配合物催化丙烯聚合反应选择性的理论研究

采用密度泛函方法对3种不同类型的硅桥联茂钛配合物[Me_2SiN(Me_4Cp)TiCl_2(A),Me_2SiCpFluTiCl_2(B)及Me_2SiInd_2TiCl_2(C)]催化丙烯聚合反应的选择性进行了理论研究.计算结果表明,硅桥联茂金属配体的空间结构是其催化烯烃聚合反应的区域选择性和立体选择性的主要原因.聚合过程中,α-烯烃配位有1,2插入(一级插入)和2,1插入(二级插入)2种方式,3种硅桥联茂金属催化剂均表现为烯烃的一级插入,这种区域选择性与催化剂硅桥联配体的刚性结构密切相关.对烯烃聚合反应链增长机理进行了理论计算,结果表明,具有Cs对称性的Me_2SiN(Me_4Cp)TiCl_2和Me_2SiCpFluTiCl_2催化丙烯聚合分别得到无规立构和间规立构的聚烯烃产物,而具有C_2对称性的Me_2SiInd_2TiCl_2催化丙烯聚合得到等规立构的聚烯烃产物,与实验结果一致.