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活性/“可控”聚合和点击化学结合制备有机/无机杂化材料的研究

作　者: 陈久存
导　师: 王云普
学　校: 西北师范大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 点击化学 ATRP 可控开环聚合 有机/无机杂化材料 水性带锈转锈防腐涂料
分类号: O621.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


点击化学是以铜催化的Huisgen 1,3-偶极环加成反应为代表的一类模块化、高效、高选择性的反应类型。通过这类反应可以将两个分子(包括生物大分子,有特殊性质的基团)精准、高效地“链接”起来,因而其广阔的应用前景受到药物化学、生物化学等领域研究工作者的广泛关注。近年来,点击化学反应以其高产率、高选择性以及对各种官能团和反应条件优异的耐受性成为材料科学家们手中有力的研究工具。近年来在“活性”/可控自由基聚合领域出现的几个颇具影响的聚合体系和方法有引发转移终止剂法(Iniferter),稳定自由基调控的自由基聚合(SFRP或称TEMPO体系),原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT),而ATRP又是研究的热点。关于点击化学最新文献报道表明,1,3-偶极环加成反应为ATRP制备功能聚合物提供了一种有效实用的方法。因而,通过点击化学进一步拓宽了ATRP的研究领域。钢结构作为建筑业中最重要的结构形式之一,其容易腐蚀的特点给建筑业带来了极大的损失。水性带锈防腐涂料是钢结构防腐措施中最为经济合理的方法之一,而且面对人们日益关注的环境问题,水性带锈防腐涂料避免了溶剂挥发对环境造成的污染。基于此,本论文结合近年来备受关注的可控自由基聚合、点击化学等,制备了多种结构可控的有机/无机杂化材料。同时本论文也研究了一种以聚偏二氯乙烯胶乳(PVDC)为成膜物的新型水性带锈转锈防腐涂料。具体来说,本论文的工作包括以下两个方面:一、通过可控自由基聚合和点击化学结合制备有机/无机杂化材料的研究1.本文首次报道通过ATRP在纳米SiO2表面修饰聚苯乙烯的分子刷,同时将叠氮基团引入到聚合物刷的末端,最后采用点击反应将炔基功能化的各种官能团连接到SiO2纳米粒子表面分子刷的末端,制备了末端修饰羟基、羧基、氨基和(甲基)乙烯基的纳米复合材料。该方法中,纳米粒子表面首先接枝一层疏水或亲水的聚合物刷,然后末端溴被叠氮取代,从而可利用Cu(Ⅰ)催化的[3+2] Huisgen环加成点击反应得到末端不同基团修饰的聚合物刷,这些基团为进一步功能化提供了反应活性点。2.本文首次通过可控开环聚合和点击化学结合制备结构可控、设计有序的聚己内酯/纳米凹凸棒杂化材料。该方法提供了一种凹凸棒表面接枝高密度层疏水聚合物刷的方法,并且聚己内酯链末端的羟基可作为和目标试剂进一步功能化的活性点。凹凸棒表面成功地接枝聚合物通过FT-IR, XPS, TEM和TGA进行了表征。二、新型水性带锈转锈防腐涂料的研究本部分系校企合作项目。该项目研究性能良好的水性带锈转锈防腐涂料为目的,通过对原材料性能的分析,选择合适的颜填料及助剂,以及对成膜物质和成膜助剂进行试验和选择,确定合理的制作工艺和涂料的配方,最后与现有涂料进行对比。所研制的涂料既具有渗透特性,又具有转化的特性。其研究成果达到校企合作技术指标。

全文目录


中文摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
第一章 文献综述  9-43
  1.1 活性聚合及其研究进展  9-17
    1.1.1 Iniferter“活性”自由基聚合  11-12
    1.1.2 TEMPO 稳定氮氧自由基体系  12-13
    1.1.3 原子转移自由基聚合(ATRP)  13-16
    1.1.4 可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合  16-17
  1.2 表面引发聚合反应  17-24
    1.2.1 表面引发传统自由基聚合  20-21
    1.2.2 表面引发活性自由基聚合  21-22
    1.2.3 表面引发离子聚合  22-23
    1.2.4 表面引发开环聚合  23-24
    1.2.5 其它的表面引发聚合反应  24
  1.3 点击化学反应  24-32
    1.3.1 点击化学的提出  24-25
    1.3.2 点击化学的基本原理  25
    1.3.3 点击化学的类型  25-26
    1.3.4 点击反应在高分子合成中的应用  26-32
    1.3.5 点击化学在表面修饰中的应用  32
  1.4 水性带锈转锈防腐涂料研究进展  32-37
  1.5 选题意义  37-38
  参考文献  38-43
第二章 ATRP 和点击化学结合制备Si0_2表面末端功能化聚合物刷  43-56
  2.1 引言  43-44
  2.2 实验部分  44-47
  2.3 结果和讨论  47-53
  2.4 小结  53-54
  参考文献  54-56
第三章 可控开环聚合和点击化学结合制备结构可控的聚合物材料  56-68
  3.1 引言  56-58
  3.2 实验部分  58-60
  3.3 结果和讨论  60-65
  3.4 结论  65-67
  参考文献  67-68
第四章 环保型带锈转锈防腐涂料的研制  68-79
  4.1 引言  68
  4.2 试验设计及性能测试  68-78
  4.3 小结  78
  参考文献  78-79
攻读学位期间的研究成果  79-81
致谢  81-82

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机化合物性质
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