1. 研究目的与意义
本论文前言部分应包括树枝化聚合物的发展历史、分子设计、凝聚态结构以及应用前景,重点阐述树枝化聚合物的化学结构-分子形状-凝聚态结构之间的关系,进而提出本课题研究的科学价值。
本论文拟通过阴离子聚合得到系列不同分子量(聚合度为3~10)的丙烯酸寡聚物。丙烯酸寡聚物与丙炔溴通过醚化反应生成侧基含三键的丙烯酸寡聚物,再通过三键与叠氮的click反应把树枝化侧链接枝到丙烯酸寡聚物主链上,制备枝化寡聚物。
本课题拟通过nmr、gpc、maldi-tof等手段对树枝化寡聚物的化学结构进行表征,通过tem、xrd等手段对树枝化寡聚物的凝聚态结构进行表征,系统考察寡聚物的分子量,树枝化端基的大小,树枝与主链之间的距离对分子形状和相结构的影响。本课题期望实现树枝化寡聚物分子形状从从球状到椭球状再到柱状的转变,进而实现对相结构的调控。
2. 国内外研究现状分析
有关树枝化聚合物的研究是张阿方[1]在2005年内由树枝化大分子和线性聚合物通过ATRP和RAFT的方法成功合成了单分散的树枝化聚合物,他同时对树枝化聚合物在催化载体、纳米材料、生化和光电功能材料的领域的应用研究进行了详尽的综述。2014年张修强[2]通过分子设计,对具有新型结构的树枝化多肽和多肽分子刷的合成,二次有序构象稳定性与温度敏感行为及其对多肽有序构象的影响进行了深入研究,并且认为双亲树形大分子具有高度支化的结构、极好的对称性、单分散性及优异的自组装性能,在生物医药及纳米材料具有广泛的应用前景。秦杜兰等[3]在2010年发表了树枝化聚合物具有大量的分子内空腔、密集的表面官能团和纳米尺寸等特点,是均相催化剂的理想载体,树枝化聚合物催化剂结合了均相催化剂和多相催化剂的优点,能使反应在温和条件下达到高活性和高选择性介绍了树枝化聚合物的合成,其中重点论述了树枝化聚合物催化剂的合成与催化作用,并展望了这类新型催化剂的发展前景。秦杜兰等[4]又在2011年摘综述了近年来由树枝状大分子和线性聚合物结合而成的树枝化聚合物的合成研究进展,着重介绍了大分子单体,接枝到主链和从主链接枝等树枝化聚合物的合成路线,以及3种路线的综合应用,并对不同合成路线的特点进行了分析。马永翠等[5]在2013年论述了温度响应性树枝化聚合物结合了温度响应性高分子和树枝枝化聚合物的点,在生物医用材料、荧光分子的包络和释放以及温敏传感器分子探针等方面具有潜在的应用价值。综述了温度响应性树枝化聚合物的合成、性能和应用研究进展。张璐等[6]在2007年介绍了树枝状共轭聚合物的最新发展,包括全共轭、部分共轭树枝状聚合物及树枝化共轭聚合物的特点及其在电致发光、电极、传感器以及光探测等领域的功能化应用;详细讨论了包括代数、支化单元、端基、核、金属离子的络合等结构因素以及溶剂和浓度等工艺因素对电荷传输的影响。杨长安等[7]在2009年通过自由基聚合的方法成功制备了一类新型的未端基含有偶氮液晶基元的第一代树枝化液晶高分子poly[3,5-di(4′-methoxy-4-oxyhexyloxyazobenzene)benzylmethacrylate(Gl-DLCP)和第二代树枝化液晶高分子poly[3,5-di[3,5-di(4′-methoxy-4-oxyhexyl)。刘坤等[8]在2011年对正螺旋型树枝化聚合物结合了树枝化聚合物的结构特点及螺旋聚合物的构象特征,从仿生角度上其研究有利于深入理解生物大分子的结构与性能及功能的关系,同时在开拓新型手性材料等方面具有广阔的应用前景。张玉娜[9]在2010年利用环戊二烯酮与炔基的Diels-Alder加成反应,成功制备了外缘带活性官能团的树枝状共轭化合物。石味青等[10]在2005年利用基于原子力显微镜技术的单分子力谱方法,研究了一些带有树枝状分子侧基的聚合物材料的纳米力学性质,以探求树枝状分子侧基的不同代数和不同溶剂环境对单分子链弹性质的影响。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
(1)树枝化聚合物的研究;
(2)树枝化聚合物的合成原料的研究;
4. 研究创新点
高分子树枝化聚合物不仅可以通过过渡金属催化反应制得。树枝化聚合物可以应用与许多领域,如纳米分子改性、纳米催化、光电功能材料生化材料等,树枝化聚合物还可以在可溶性催化载体应用。
