主链型液晶聚芳酯酰胺的合成、结构与性能研究进展

主链型液晶聚合物(main-chain liquid crystalline polymers,MCLCPs)分子链易取向的特性赋予其优异的性能,在航空、电子等领域具有不可替代的地位。其中芳香族聚酯酰胺(aromatic polyesteramides,APEAs)作为重要的一类,解决了单一化学结构的聚芳酯须在较高温度下加工、聚芳酰胺分子间氢键带来的刚性过大、易吸水等问题,具有可观的应用前景。目前相关研究中的分子链结构与聚合方法繁多,但缺少系统性的梳理。本文按照酯键与酰胺键的生成次序,将APEAs的合成分为同时生成、易生成无规链结构的一步缩聚法与先后分别制备、可得到有规序列的两步缩聚法。另外,不同结构单体的反应特性决定了适用的聚合方法与条件不同,因此本文一并整理了其聚合反应的影响因素。在此基础上,梳理了主链结构与性能的关系,展望未来的发展方向,以期为新型APEAs的合成提供借鉴与参考。     

甲苯-2,4-二异氰酸酯与仲胺类化合物反应中的质子转移过程

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+G(d,p)方法研究了甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)与仲胺类化合物反应过程中的质子转移效应. 研究发现甲醇分子对反应有显著的催化效应,可使反应能垒大幅降低,这表明含活泼氢的化合物会加速质子转移过程,从而加快反应速率. 2,4-TDI与甲基-N-甲基氨基甲酸酯的催化加成反应为一步反应,其反应过渡态呈六元环结构;而2,4-TDI与N-甲基对硝基苯胺、二苯胺、1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉等芳香胺类化合物的催化加成反应经历了两步反应,其中第一步为速率控制步骤. 研究表明,在与2,4-TDI的反应中,芳胺化合物的活性高于甲基-N-甲基氨基甲酸酯的活性,计算的反应活性顺序与实验结果一致.     

甲苯-2,4-二异氰酸酯与仲胺类化合物反应中的质子转移过程(英文)

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+G(d,p)方法研究了甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)与仲胺类化合物反应过程中的质子转移效应.研究发现甲醇分子对反应有显著的催化效应,可使反应能垒大幅降低,这表明含活泼氢的化合物会加速质子转移过程,从而加快反应速率.2,4-TDI与甲基-N-甲基氨基甲酸酯的催化加成反应为一步反应,其反应过渡态呈六元环结构;而2,4-TDI与N-甲基对硝基苯胺、二苯胺、1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉等芳香胺类化合物的催化加成反应经历了两步反应,其中第一步为速率控制步骤.研究表明,在与2,4-TDI的反应中,芳胺化合物的活性高于甲基-N-甲基氨基甲酸酯的活性,计算的反应活性顺序与实验结果一致.     

离子簇合物(N_2)~+Ne_n(n=1,2,3)的从头计算研究

利用Ｇａｕｓｉａｎ９４量子化学从头算程序，选择ＵＭＰ２／６－３１１Ｇ方法，对Ｎ＋２Ｎｅｎ（ｎ＝１，２，３）的离子簇合物进行了几何全优化，并通过频率分析确认了体系的稳定构型，得到了各稳定簇合物的离解能．用ＵＨＦ／６－３１１Ｇ方法，计算了Ｎ＋２离子在ｎ个氖原子（ｎ＝１，２，３）氛围中的转动势垒．计算表明：线性结构是Ｎ＋２Ｎｅｎ（ｎ＝１，２）的最稳定结构；与Ｎ＋２Ｈｅｎ比较，Ｎ＋２Ｎｅｎ的诱导电荷更大，束缚势阱更深，各向导性明显，Ｎ＋２没有在原子氛围中的自由这些计算与Ｍａｉｅｒ实验结果一致．     

Time-dependent quantum dynamics study for reaction of D+CH4→CH3+HD

The semirigid vibrating rotor target (SVRT) model has been applied to the study of the reaction of D+CH_4→CH_3+HD using a time-dependent wave packet method. The energy dependence of the calculated reaction probability shows oscillatory structures similar to those observed in the abstraction reaction of H+H_2, H+CH_4 etc. We have also studied the influence of rotational and vibrational excitation of the reacting molecule (CH_4) on reaction probability. The excitation of the H－CH_3 stretching vibration gives significant enhancement of reaction probability, which rises significantly with the enhancement of rotational quantum number j. Finally, we have compared the cross section and the rate constant of the D+CH_4 system with that of the H+CH_4 system.     

H2X(X=O,S)分子简正模激发态下分子内能量转移的研究

采用准经典轨迹法,考察了H₂O及H₂S分子简正模激发态下分子内各态能量随时间变化的分布关系,讨论了激发能在各态间的转移规律.研究表明:简正模激发态能量转移倾向于频率彼此相近或对称性相同的态间.     

由新Hession矩阵所构造的简谐势能函数及其应用

经过简单的矩阵变换，得到了新Ｈｅｓｓｉｏｎ矩阵。由它构造的多原子分子简谐振势函数可以准确地拟合实验频率，在此基础上，采用准经典轨迹法，模拟了ＳｉＨ４、Ｈ２Ｏ等体系分子内能量转移的动力学过程，得到的结果与实验及理论一致。