本文關(guān)鍵詞：折疊鏈結(jié)構(gòu)聚脲的合成及表征

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【摘要】：在自然界中,由低聚體或者聚合物形成的折疊體可以產(chǎn)生復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)可以有很多功能,比如運輸作用、識別能力、催化作用、電荷或能量傳輸作用。所以近幾十年來折疊體的相關(guān)研究受到很多研究者的青睞。利用分子鏈內(nèi)部的氫鍵作用,π-π相互作用或者供受體相互作用,科學(xué)家們可以用這些折疊體來模仿生物體內(nèi)的相關(guān)過程。而有關(guān)折疊體的溶液組裝形貌及其復(fù)合材料的力學(xué)性質(zhì)卻很少報道,基于前人的工作,本文我們設(shè)計合成了一種新型的聚脲折疊體,并且對其溶液組裝行為及其復(fù)合材料的力學(xué)性質(zhì)進行了研究,主要包括以下幾個方面的工作：1.設(shè)計并合成一種新型的聚脲。主鏈上的氫鍵作用力和π-π相互作用有利于聚合物的折疊,因為聚合物的側(cè)基為長烷基鏈,這種聚脲折疊體在一般的有機溶劑中具有較好的溶解性。而且這種特殊的結(jié)構(gòu)為形成規(guī)整的組裝形態(tài)提供了可能。這種聚脲通過四甲基胍促進的酯化縮聚反應(yīng)得到。四種類型的單體分別是,4,4’-(羰基二亞氨)-二苯甲酸(A)和3,5-二(4-溴代丁氧基)苯甲酸正十六烷基酯(B1)、3,5-二(6-溴代己氧基)-苯甲酸正丁酯(B2)、3,5-二(12-溴代十二烷氧基)-苯甲酸正十六烷基酯(B3)。2.通過核磁氫譜(1H-NMR)和紅外光譜(IR)對聚脲的結(jié)構(gòu)和聚合度進行了表征,并且通過核磁跟蹤反應(yīng)研究酯化縮聚反應(yīng)制備聚脲的反應(yīng)動力學(xué)。研究表明,縮聚反應(yīng)的效率較高,而且溴代單體的側(cè)鏈烷基鏈長度影響聚合反應(yīng)的速率,烷基鏈較長的時候,反應(yīng)速率較慢。然后通過熱失重分析(TGA)來研究聚脲的熱穩(wěn)定性能、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)對聚脲的組裝結(jié)構(gòu)進行觀察和表征,結(jié)果顯示,合成的聚脲在結(jié)晶作用和氫鍵作用驅(qū)動下可以組裝成球狀、盤狀、管狀結(jié)構(gòu)。3.將合成的聚脲在混合有機溶劑中進行組裝,研究聚合度及折疊體結(jié)構(gòu)對最終組裝形貌的影響。研究表明,聚脲的聚合度對其組裝形貌具有很大影響,而烷基鏈長度的變化僅僅改變組裝結(jié)構(gòu)的尺寸。4.對聚脲末端進行改性,接上雙鍵,然后利用紫外光引發(fā)聚合與丙烯酸乙酯進行共聚。通過單軸拉伸測試研究聚脲和交聯(lián)共聚物的力學(xué)性能。研究結(jié)果顯示,交聯(lián)共聚物隨著拉伸的進行,應(yīng)變增大,應(yīng)力逐漸減小。
【關(guān)鍵詞】：折疊體 聚脲 氫鍵 結(jié)晶 酯化反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O631.1
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 引言10
• 1.2 手風(fēng)琴樣式折疊鏈結(jié)構(gòu)的研究進展10-14
• 1.2.1 離子聚合物組裝成手風(fēng)琴樣式折疊鏈結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 非離子聚合物組裝成手風(fēng)琴樣式折疊鏈結(jié)構(gòu)13-14
• 1.3 基于氫鍵的自組裝研究14-15
• 1.4 結(jié)晶作用驅(qū)動的自組裝研究15-16
• 1.5 本課題研究的目的意義和內(nèi)容16-18
• 1.5.1 研究的背景和意義16
• 1.5.2 研究內(nèi)容16-18
• 參考文獻18-28
• 第2章 四甲基胍促進酯化反應(yīng)合成折疊結(jié)構(gòu)聚脲及其表征28-52
• 2.1 引言28
• 2.2 實驗部分28-35
• 2.2.1 主要化學(xué)試劑及其儀器28-29
• 2.2.2 單體小分子的合成29-34
• 2.2.3 四甲基胍促進酯化縮聚反應(yīng)制備折疊結(jié)構(gòu)聚脲34-35
• 2.3 儀器與設(shè)備35-36
• 2.4 結(jié)果與討論36-49
• 2.4.1 單體小分子~1H-NMR表征36-39
• 2.4.2 折疊結(jié)構(gòu)聚脲的~1H-NMR和FT-IR表征39-45
• 2.4.3 四甲基胍促進酯化縮聚反應(yīng)的動力學(xué)研究45-47
• 2.4.4 折疊結(jié)構(gòu)聚脲的熱穩(wěn)定性研究47-49
• 2.5 本章小結(jié)49-50
• 參考文獻50-52
• 第3章 折疊結(jié)構(gòu)聚脲的組裝行為研究及其復(fù)合材料力學(xué)性能研究52-66
• 3.1 引言52
• 3.2 實驗部分52-56
• 3.2.1 主要化學(xué)試劑與儀器52-53
• 3.2.2 折疊結(jié)構(gòu)聚脲組裝體的制備53-54
• 3.2.3 嵌段聚合物的制備54-55
• 3.2.4 光催化交聯(lián)體的制備55-56
• 3.3 結(jié)果與討論56-64
• 3.3.1 折疊結(jié)構(gòu)聚脲P1組裝行為的表征57-59
• 3.3.2 折疊結(jié)構(gòu)聚脲P2組裝行為的表征59-60
• 3.3.3 折疊結(jié)構(gòu)聚脲P3組裝行為的表征60
• 3.3.4 末端羧基化修飾的聚丁二烯的表征60-62
• 3.3.5 末端雙鍵修飾的折疊結(jié)構(gòu)聚脲(P2’)的表征62
• 3.3.6 合成的折疊結(jié)構(gòu)聚脲力學(xué)性質(zhì)的研究62-64
• 3.4 本章小結(jié)64-65
• 參考文獻65-66
• 第4章 結(jié)論66-68
• 致謝68-69

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本文編號：945151