具有質子傳遞性能的功能材料的研制.pdf

1、通過分子設計、分子組裝的手段設計合成具有特殊功能的新型材料代表了現代先進材料合成技術的一個重要發(fā)展方向。杯芳烴作為繼環(huán)糊精和冠醚之后的大環(huán)化合物，以其特有的結構特點和易化學修飾性而成為新一代人工受體的代表，其典型的超分子特性成為近年來人們竟相研究的熱點。將杯芳烴組接到高分子材料上以制得具有分子識別功能的高分子材料的研究，為通過分子設計和化學合成尋找和開發(fā)新型功能高分子材料提供了新的途徑和理論基礎。本文根據材料設計原理，先通過

2、化學修飾在杯芳烴上、下沿引進可聚合的基團，然后利用溶液聚合與其它單體共聚或通過熔融密煉或反應性擠出等接枝反應把杯芳烴衍生物接枝或嵌段到聚苯乙烯高分子中，制得具有質子傳遞功能的新型功能材料。1.首次合成了帶有可聚合基團(活性雙鍵)的杯芳烴衍生物及其它六種杯芳烴衍生物，通過核磁共振氫譜、紅外吸收光譜、電噴霧質譜等手段進行了表征，確證為目標產物。2.通過測定杯芳烴衍生物4，5，7在不同pH值時的紫外-可見吸收曲線，利用化學計量

3、學計算方法對吸收曲線進行了解析，得出這些化合物的pKa值以及其酸堿物種存在的pH區(qū)間和它們各自單獨的吸收光譜。衍生物4:pKa=5.24；物利存在pH區(qū)間：HL：3～7；L-1：4～7。衍生物5：pKa1=0.85，pKa2=5.86；物種存在pH區(qū)間：H2L+：0～2；HL：0～7，L-1：4～8。衍生物7：pKa1=3.63，pKa2=12.53；物種存在pH區(qū)間：H4L：0～4；H3L-1：2～13.5；H2L-2：11～

4、14。3.用上沿含可聚合雙鍵或下沿含可聚合雙鍵的杯芳烴衍生物分別與苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯進行溶液共聚，得到六種含杯芳烴的共聚物。采用凝膠滲透色譜(GPC)測定了它們的分子量及分子量分布情況。利用紅外光譜、核磁共振氫譜及紫外吸收光譜對聚合物進行了表征。結果表明利用溶液聚合將杯芳烴衍生物9，10與某些合適的單體進行自由基共聚可順利地實現將杯芳烴衍生物組接到相應的高聚物基材中去，制成含杯芳烴“功能單元”的高分子材料。

5、而這些新材料都呈現出杯芳烴衍生物的某些重要特性(如紅外、紫外的特征吸收等)及功能，這些是作為基材的聚物原本沒有的，是由杯芳烴衍生物帶入到新材料中去的。4.通過熱分析(DSC)研究了杯芳烴衍生物與聚苯乙烯的靜態(tài)熔融接枝，證實以DCP為引發(fā)劑，杯芳烴衍生物可與聚苯乙烯發(fā)生熔融接枝反應。進而利用溶液接枝、密煉接枝及反應性擠出等方法使杯芳烴衍生物接枝到聚苯乙烯高分子材料中去，并通過對產物的紅外光譜分析，證明杯芳烴衍生物確實已通過接枝