二茂鐵創新點
1、二茂鐵分子具有五次對稱軸,那麼它是否可以生長得到晶體?為什麼
二茂鐵分子對稱性描述分子的對稱性表現並根據分子的對稱性對分子作分類。宏元新材honyanszcn分子對稱性在化學中是一項基礎概念,因為它可以預測或解釋許多分子的化學性質,例如分子振動、分子的偶極矩和它的光譜學數據(以拉波特規則之類的選擇定則為基礎)。在大學程度的物理化學、量子化學與無機化學教科書中,都有關於對稱性的章節。在各種不同的分子對稱性研究架構中,群論是一項主流。這個架構在分子軌域的對稱性研究中也很有用,例如應用Hückel分子軌道法、配位場理論和Woodward-Hoffmann規則等。另一個規模較大的架構,是利用晶體系統來描述材料的晶體對稱性。實際測定分子的對稱性有許多技術,包括X射線晶體學和各種形式的光譜。光譜學符號是以各種對稱條件為基礎。
2、徐州水處理研究所對於磷肥循環水零排放技術中他們所說的超支化處理是什麼意思?
1.一種合成超支化聚脂—胺的方法,其特徵在於:先將1,2,4-苯三酸酐、丙醇胺和乙酸酐通過簡單的酸酐胺解反應和羥基乙醯化反應,合成了單體N-(2-乙醯氧基丙基)-N-(1』,3』-二羧基苯甲醯基)胺,並採用催化和加熱的聚酯反應法將該單體制備成超支化聚酯—胺;其合成方法包括以下三步: 1).N-(2-羥基丙基)-N-(1』,3』-二羧基苯甲醯基)胺的合成:將摩爾比1∶1~ 1.2的1,2,4-苯三酸酐和丙醇胺分別按體積比為1∶3溶於的無水乙醇中,將丙醇胺的乙醇溶液置於帶有攪拌裝置的三口燒瓶中,用恆壓滴液漏斗將1,2,4-苯三酸酐的乙醇溶液緩慢滴加至三口瓶中,在滴加過程中用冰水載制體系溫度,以減少副反應,滴加完畢,即在室溫下攪拌反應1h~4h,得到無色溶液,旋轉蒸發除溶劑乙醇,得到濃縮液體,將此液體在80℃下真空烘箱抽真空1-5Pa,烘24 -48小時,將繼續濃縮的液體溶於10-20倍的去離子水中,滴入適量0.1-1 倍鹽酸(1mol/L),放置12-24小時,過濾沉澱,乾燥得單體N-(2-羥基丙基)-N-(1』,3』-二羧基苯甲醯基)胺; 2).N-(2-乙醯氧基丙基)-N-(1』,3』-二羧基苯甲醯基)胺的合成:在60~ 90℃水浴中,用1.2~2倍摩爾比的乙酸酐對第一步單體進行乙醯化,可以滴加4 滴濃硫酸進行催化;反應0.5~1h,得白色粗產物,用去離子水洗滌數次以除去過量的乙酸酐和其它雜質,得到制備超支化聚合物所需的單體N-(2-乙醯氧基丙基)-N-(1』,3』-二羧基苯甲醯基)胺; 3)超支化聚酯—胺的合成:將單體N-(2-乙醯氧基丙基)-N-(1』,3』-二羧基苯甲醯基)胺及催化劑Zn(OAc)2或對甲苯磺酸置於反應管中,加入的質量比為1∶ 0.03~0.05,在氮氣保護下,將反應體系加熱至190℃~210℃,保溫反應0.5h~ 2h,然後抽真空1-5Pa,繼續反應1h~8h,反應完畢後,冷卻至室溫即可得到固體的產物。
基金資助: 江蘇省研究生培養創新工程( CX09B_023Z) , 國家自然科學基金( 20974076) ;
作者簡介: 黃萍珍( 1977- ) , 女, 蘇州大學材料與化學化工學部材料學專業在讀博士生;
* 通訊作者, Tel: + 86 512 65880967, Email: ajgu@ suda. e. cn.
超支化聚醚的合成與應用
應用研究進行了綜述。目前超支化聚醚的制備方法主要包括在縮合反應、開環聚合反應、及質子轉移等其它聚
合反應。超支化聚醚的應用研究領域非常廣闊, 主要包括聚合物電解質、生物醫葯、無機物表面改性、熒光功能
高分子材料、聚合物改性以及負載、液晶、水凝膠等其它功能材料方面顯示出了巨大的應用潛力。本文還對超
支化聚醚今後的應用前景進行了展望。
.. .. 關鍵詞: 超支化; 聚醚; 合成; 應用
超支化聚合物以其特有的准三維球形和高度支化的結構, 優越物理化學性能而逐漸成為高分子科學
研究的一個熱點[ 1] 。目前超支化聚合物的制備方法有: 縮合反應、加成反應、開環聚合及接技聚合等。
聚醚多元醇( 簡稱聚醚) 是由起始劑( 含活性氫基團的化合物) 與環氧乙烷( EO) 、環氧丙烷( PO) 、環
氧丁烷( BO) 等在催化劑存在下經加聚反應製得, 具有化學物理穩定的鍵接鍵、無毒、無腐蝕性, 低揮發
性、不易吸潮及結構可調控性等優點, 以及良好的水及有機溶劑溶解性和生物相容性, 已作為乳化劑、分
散劑、消泡劑、破乳劑、防腐劑、抗靜電劑、滲透劑及聚氨酯泡沫塑料的中間體及各類潤滑油的主要組分
得到廣泛的應用。利用超支化技術, 制備具有獨特功能的新型超支化聚醚( HBPE) 具有重要的研究和應
用價值, 這引起了研究人員濃厚的興趣, 短短幾十年報道日益增多, 本文對其近年來的合成及應用研究進
行綜述。
1 .. 超支化聚醚的合成方法
1.. 1 .. 縮合反應
超支化聚合物的合成一般採用.. 一步縮聚法 , 即通過ABx 型單體( x !2) 不加控制、一步反應而得
到。1992 年Fr..chet 等[ 2] 首次報道了以AB2 型單體5..( 溴甲基) ..1, 3..二苯酚在K2 CO3 的冠醚溶液中通
過自縮合反應得到HBPE, 1998 年Mueller 等報道以3, 5..二( 五氟苯甲氧基) 苯甲醇為AB2 型單體[ 3] 在
金屬鈉催化下合成超支化聚苯醚。之後應用一步縮聚法制備HBPE 報道也較多。
2003 年Kim 等[ 4] 利用烏爾曼反應使3, 5..二溴苯酚縮聚得到含有溴端基的超支化聚苯醚, 支化度為
61% ( 見圖1) 。該產物呈無定形態, 由於高度支化結構和許多末端基團的存在顯著改善了溶解性能, 其
末端羧酸化後在水溶液中呈現出良好的單分子膠束特性。
2004 年, Baek 等[ 5] 將自製的AB2 單體經自縮聚反應得到帶有苯基喹喔啉單元和柔性脂肪族鏈的
HBPE( 見圖2) 。該產物可溶於極性溶劑中, Mn和Mw 分別為823, 000 和1, 507, 000。Tg 為83 . , T GA
研究發現該產物具有良好的熱穩定性, 其失重5%的溫度為401 . 。
張紀貴等[ 6] 利用改性U llumann 醚化反應, 經AB2 型支化單體( 4..溴..4#, 4...二羥基三苯甲烷) 一步縮
合聚合, 制備了分子內含三苯次甲基外為酚羥基的新型超支化聚苯醚( 見圖3) 。該超支化聚苯醚經甲
醇、正丁醇、乙二醇單甲醚等改性後, 在普通有機溶劑里的溶解能力得到了很大的改善。該課題組又以4..
.. 第10 期高.. .. 分.. .. 子.. .. 通.. .. 報% 97 %
圖1.. Kim 等合成的超支化聚苯醚
Fig ure 1.. Hy per br anched a romatic po lyether s sy nthesized o f by Kim& s
圖2 .. Baek 等合成的超支化聚醚
Fig ur e 2.. H yperbr anched polyethers synthesized by Baek& s
溴..4#, 4...二羥基三苯甲烷和2..( 2..氯乙氧基) 乙醇( CD 型) 為反應單體, 經一次兩步縮合, 制備得到新型超
支化脂肪..芳香共聚醚, 其支化度約為41%。該聚合物也具有很好的溶解性能。
圖3 .. 張紀貴合成的新型超支化聚苯醚
Figure 3 .. A no vel hy per br anched po ly( phenylene o xide) sy nt hesized by Zhang
Ramakrishnan 等將2, 4, 6..三甲基苯酚二氯甲基化, 再在甲醇/ 甲醇鈉溶液中反應得到一個中間體產
物( 見圖4( a) ) 。該中間產物可以與不同的....鹵代醇經烷化反應得到一系列結構各異的AB2 單體, 經熔
融轉移醚化縮聚得到高分子量的HBPE [ 7, 8] , 並研究了直鏈烷基長度對超支化聚合物Tg 的影響。2008
年他們又報道了一種由中間體產物與直鏈溴代醇反應得到AB2 單體, 再與A 型單體聚乙二醇( PEG) 發
生縮合反應得到不同超支化核的嵌段PEG 的目標產物( 見圖4( b) ) [ 9] 。隨後該研究小組又利用溴甲基
化的2, 4, 6..三甲苯酚, 經溴代炔丙醇和6..溴己醇改性得到AB2 單體, 一步合成端基帶有大量炔丙基的
HBPE, 合成路線如圖5 所示, 該端基基團的存在可使HBPE 易與許多有機疊氮化物發生click 反應[ 10] 。
圖4.. Ramakr ishnan 等合成的AB2 型中間體產物及超支化聚醚
Fig ur e 4.. AB2 intermediate and hyperbranched po ly ethers synthesized by Ramakrishnan& s
1.. 2 .. 開環聚合反應
與傳統的縮聚法制備超支化聚合物不同, 現有的開環聚合法合成超支化聚合物主要是利用環氧基團
% 98 % 高.. .. 分.. .. 子.. .. 通.. .. 報2010 年10 月..
圖5.. Ramakr ishnan 等合成的超支化聚醚
Figur e 5 .. A hyperbranched po ly ether synthesized by Ramakrishnan& s
的開環反應, 可分為陽離子聚合反應和陰離子聚合反應。
1.. 2.. 1 .. 陽離子聚合反應.. 有關陽離子聚合反應制備HBPE 的研究中最常用是3..乙基..3..羥甲基環氧丁
烷( EHO) 和3..甲基..3..羥甲基環氧丁烷( MH O) 分別在引發劑下自縮合陽離子開環聚合( 見圖6) [ 11 . 13] ,
Hult 等認為提高單體轉化率可提高產物的支化度( DB) [ 13 ] ; Yan 等發現產物的DB 可通過引化劑與單體
的加料比來調節, 玻璃化轉變溫度( Tg ) 隨著支化度的增大明顯降低[ 14] 。Penczek 等[ 15] 還對EHO 的聚合
機製作了研究, 認為活性鏈端機制( ACE) 和活性單體機制( AM) 在反應中共同起作用。
圖6 .. EH O 陽離子開環聚合
Fig ur e 6 .. The catio nic r ing..o pening po lymer izatio n o f EH O
環氧基團的陽離子開環反應還可在含有羥基的物質上進行。宋雪晶等以1, 1, 1..三羥甲基丙烷
( TMP) 為反應核, 分批加入MHO 使其通過陽離子開環制備了不同分子量的HBPE[ 16] 。Rahm 等[ 17] 以
線性聚乙二醇為核, 運用逐滴加入法使EH O 陽離子開環聚合得到了新型HBPE, Mn / Mw 為1.. 2~ 1.. 4。
該三嵌段共聚物呈啞鈴形, 通過控制聚乙二醇鏈上接枝聚醚的數量可成功的調協其熱性能。
近幾年來, 幾種新的超支化單體相繼出現( 見圖7) , 使陽離子開環聚合制備HBPE 有了新的發展, 如
採用以3, 3..二羥甲基..環氧丁烷( BHMO) [ 18] 和3..{ 2..[ 2..( 2..羥乙氧基) 乙氧基] 乙氧甲基}..3..甲基環氧丁烷
( HEMO) [ 19] 合成了HBPE。由於以上單體制備的HBPE 的分子量較低, 還出現了在EHO 和MHO 中
添加多羥基的氧雜環化合物來制備HBPE 以提高材料分子量的方法。如Bednarek[ 20] 將適當少量雙官能
團的氧丁雜環化合物( diEOX) 加入EHO 中, 在BF3 % Et 2O 催化下共聚得到HBPE, 其分子量高於同一
條件下EH O 自聚合得到的超支化聚合物。Ye 等[ 21] 又以兩種氧雜環單體MH O 和3..{ 2..[ 2..( 2..甲氧乙氧
基) 乙氧基]..乙氧基} 甲基..3'..甲基環氧丁烷( MEMO) 開環共聚制備得到HBPE, 其超支化結構主要由
MHO 決定, 共聚中MH O 的用量由30%提高到70%, DB 值由0.. 148 增大至0.. 236, Mn 為5600~ 6800。
1.. 2.. 2 .. 陰離子聚合反應.. 縮水甘油是一種潛在的環狀AB2 型單體, Frey 等[ 22] 首次通過開環多枝聚合
法( ROMBP) 制備了超支化多羥基脂肪族聚醚, 並研究了該反應的聚合機理。研究表明, 緩慢的單體添
加, 控制單體/ 引發劑的比例可控制產物分子量分布, 並可以避免環化反應的發生, 使多分散指數低於
1.. 5, 13 C NMR 研究表明DB 為0.. 53~ 0.. 59。而Kainthan 等提高單體/ 引發劑的比例制備得到的HBPE,
Mn 可高達700000[ 23] 。
運用ROMBP 法由縮水甘油制備HBPE 需要一種反應中心核。作為反應中心核有: 甘油[ 24] 、六臂星
.. 第10 期高.. .. 分.. .. 子.. .. 通.. .. 報% 99 %
圖7 .. 幾種陽離子開環聚合的單體
Figur e 7 .. Severa l monomer s fo r cationic ring..opening polymerization
狀聚( 環氧丙烷嵌段乙撐氧) 共聚物( P( PO..b..EO) [ 25] 、乙撐氧和乙氧基乙基縮水甘油醚共聚物( PEO..b..( l..
PG) [ 26]、2 , 2#, 4, 4#..四羥基二苯甲酮[ 27] 、含有單官能團和雙官能團的n..烷基胺, 以及芳基胺( 苄胺和1..萘
甲胺) [ 28] 等。採用ROMBP 法制備得到功能基團為中心核的HBPE, 可以較好地控制超支化聚合物的分
子量。值得一提的是, Frey 等[ 29] 首次採用ROMBP 法在聚乙撐氧的端羥基上使縮水甘油開環聚合, 制備
ABA 型超支化..線性..超支化三嵌段共聚物, 該材料展示出較低的多分散性, Mn / Mw 為1.. 19~ 1.. 45, Mn
可達6300~ 26200gmol- 1。
除了縮水甘油制備超支化聚醚外, EH O 等氧雜環化合物也可陰離子開環聚合制備HBPE。
Nishikubo 等[ 30] 在異丁醇鉀和冠醚混合溶液中分別使EHO 和MHO 聚合, 得到數均分子量分別為2200
~ 4100 和4600~ 5200 的HBPE( 見圖8) 。
圖8.. EH O 的陰離子開環聚合
Fig ur e 8.. The anionic r ing..o pening polymer ization of EH O
1.. 3 .. 其它聚合方法
Karak 等通過三聚氰氯和雙酚A 的鈉鹽進行親核取代聚合反應制備了一種新型H BPE ( 見圖9) 。
與其線性類似物相比該超支化聚醚表現出更好的溶解性和更低的粘度特性。此外該物質在245 . 以下
不發生分解, 究其原因可能是產物中存在大量末端羥基、氯原子和三嗪結構單元。這種結構上的特點將
有利於其在抗氧化劑和阻燃添加劑材料方面的應用[ 31, 32] 。2010 年該課題組採用四溴雙酚A 的鈉鹽制備
了HBPE, 該產物顯示出更好的阻燃性能[ 33] 。
.. .. Emrick 等採用質子轉移方法合成HBPE[ 34] , 即芳香醚( 見圖10( a) ) 在鹼性條件下經過質子轉移、酚
羥基親和取代和氧鍵斷裂等過程最終得到了目標產物。該研究組又分別以AB2 ( 見圖10( b) ) 和AB3 型
單體( 見圖10( c) ) 的質子轉移聚合法制備含有環氧基團的超支化脂肪族聚醚。此外, 又以1, 2, 7, 8..二環
氧辛烷( A2 ) 和三羥甲基乙烷( B3 ) 作為原料, 制備得到末端含有環氧基團的超支化脂肪族聚醚, 其中環氧
基團的含量可通過單體的配比加以調節。
% 100 % 高.. .. 分.. .. 子.. .. 通.. .. 報2010 年10 月..
圖9 .. Kar ak 等合成的超支化聚醚
Figure 9 .. H yperbranched po ly ether s synthesized by Kar ak& s
圖10.. 幾種用於質子轉移聚合反應的單體
Fig ure 10 .. Severa l monomer s fo r pr oton..tr ansfer po lymer ization
Jia 等[ 35] 採用1, 4..丁二醇二縮水甘油醚和不同的三元醇化合物( 三羥甲基丙烷或三羥甲基乙烷) 通過質
子轉移法合成了具有溫敏性HBPE( 見圖11) , 其最低臨界溶解溫度( LCST) 可在19.. 0. ~ 40.. 3 . 調節。該
課題組又以聚丙二醇二縮水甘油醚和甘油制備得到了另一種溫敏性HBPE, Mn 在1..76 ( 104~ 2.. 43 ( 104。
通過控制聚丙二醇二縮水甘油醚和甘油的投料比, 可調節HBPE 的LCST 在28..3~ 39..6 . 之間[ 36] 。
圖11.. Jia 等合成的超支化聚醚
Figur e 11.. H y per br anched po lyether s sy nthesized by Jia& s
Blencow e 等[ 37] 合成了一系列的帶有酚羥基官能團的雙吖丙啶單體( 見圖12) , 通過光致聚合法合成
了超支化聚芳醚。以單體1..3 合成的聚醚完全溶於甲醇、DMF 和DMSO 中, 可部分溶於THF 溶液中;
而單體4 合成的產物加熱時可溶於DMF 和DMSO 中。研究發現溶劑、單體濃度和反應時間可對聚合過
程產生影響。GPC 分析表明增加單體濃度、延長反應時間可提高產物的分子量。光譜分析表明超支化
聚合物的聯接方式主要是卡賓插入O . H 鍵中形成醚鍵聯接, 有關這種聚合方法的應用研究正在進一步
探討中。
帶有功能結構單元的單體可直接合成功能高聚物。Sriniv asa Rao 等[ 38] 自製六種不同的光敏雙亞苄
基酮二醇單體, 分別與三( 4..羥基苯基) 甲烷三縮水甘油基醚通過加聚作用合成兩類端基帶環氧基的
HBPEs。研究發現該HBPEs 的液晶和光敏特性與其結構參數有關。
2 .. 超支化聚醚的應用研究
2.. 1 .. 在聚合物電解質領域的研究
周嘯等[ 39] 將超支化聚縮水甘油上的羥基硫酸化, 再用碳酸鋰中和得到了超支化的大分子鋰鹽, 發現
.. 第10 期高.. .. 分.. .. 子.. .. 通.. .. 報% 101 %
圖12 .. 雙吖丙啶功能單體結構
Fig ure 12 .. Structures of diazirine funct ionalized monomers 1..4
該鋰鹽的非水溶液在低濃度下粘度低、電導率
高, 適合於作為鋰離子電池的電解質。潘春花
等[ 40] 將超支化聚醚與六次甲基二異氰酸酯縮
合生成一種新型的超支化聚氨酯聚合物電解
質。利用交流阻抗技術對聚合物電解質的離子
導電性能進行了研究, 發現該聚合物室溫的離
子電導率可達0.. 612 ( 10- 3S/ cm。採用循環伏
安法測得該物質的電化學穩定窗口為2~ 5V,
可以滿足鋰離子電池的要求。Ye 等將MHO
和MEMO 開環共聚得到了HBPE 摻雜鋰鹽, 當MHO 的比例為30%時所製得聚合物具有最大的離子電
導率, 在30 . 和80 . 時分別為8.. 0 ( 10- 5S/ cm 和7.. 4 ( 10- 4 S/ cm[ 21] 。
2.. 2 .. 在生物醫葯領域的研究
Kainthan 等[ 41] 分別採用1, 2..環氧基十八烷和甲氧基聚乙二醇將超支化聚醚部分羥基改性後用作人
體血清蛋白替代品, 動物實驗表明, 該物質的劑量高達1g / kg 時, 未對老鼠產生不良影響. 通過控制聚醚
的分子量和聚乙二醇在大分子中的含量, 可控制該聚合物的血漿半衰期, 在25~ 34h 中變化, 這種具有長
血漿半衰期的聚合物非常有利於成為血清蛋白替代品。
大量羥基官能團的存在能夠明顯改善HBPE 親水性, 並可通過進一步的修飾而成為一種有前景的
葯物傳輸材料。Hong 等[ 42] 以HBPE 為中心核, 在其端羥基接枝共聚物, 在水溶液中通過自組裝可形成
核/ 殼單分子膠束( 約10nm) 。以此膠束為葯物裝載體, 研究發現該膠束在溫度靠近臨界溶解溫度時展示
出很快的葯物釋放能力。Wan 等利用EHO 與乙撐氧制備了超支化聚醚( HP..g..PEO) , 在水溶液中經自
組裝形成以疏水的HP..g..PEO 為核、多枝親水的聚乙二醇為臂的核/ 殼納米顆粒( N P) [ 43] 。以疏水葯物
磷酸鹽緩沖液( PBS) 為裝載對象, 發現PBS 與疏水的超支化核存在交互作用, 使NP 可以控制釋放速率。
Burakow ska 等[ 44] 合成了外層殼可交聯的光敏超支化聚縮水甘油醚納米膠囊, 該物質可有效地與帶相反
電荷的離子型分子結合形成穩定的主..客體復合物。通過光引發降解此納米級裝載物, 可有效釋放封裝
在內的客體分子, 這將為葯物傳輸領域提供一個極有效的工具。
Tziv eleka 等[ 45] 利用季銨鹽修飾HBPE 的部分端羥基, 利用其與DNA 質粒反應形成復合載體進行
研究。結果顯示, 在哺乳動物細胞中該聚合物表現出極低毒性, 但具有與聚乙烯亞胺( PEI) 相似的轉染效
果。而Zhang 等[ 46] 以HBPE 為核, 接枝不同分子量的PEI 制備了超支化高聚物, 實驗發現該類高聚物顯
示出與DNA 極好的結合性能, 在轉基因表達和降低毒素方面均比純PEI 的有所提高, 可見這一系列的
聚醚衍生物在基因載體領域顯示出極大的應用價值。
以聚乳酸鏈接技到超支化聚縮水甘油醚在水溶液中可形成納米顆粒, 研究發現該納米顆粒具有生物
相容性和生物可降解性, 並具有極高的包裹能力, 可用於蛋白質傳遞[ 47] 。硅樹脂微流控晶元表面及其微
通道中引入羧基官能化的超支化聚縮水甘油醚可選擇性的捕獲蛋白質。實驗表明, 在濃度為0.. 02mg / ml
的兩種蛋白質溶液( 抗生物素蛋白: 血清白蛋白質量比為1)1) 中抗生物素蛋白的捕獲效率為每3 分鍾
100 . 2.. 95%[ 48] 。熔融石英毛細管壁沉積PMHO 使其成膜可有效分離鹼性蛋白[ 49] 。
計劍等制備了磺酸基修飾的水溶性的類肝素超支化聚醚( HBPO..SO3 ) , 該高聚物體現了良好的抗凝
血性能, 同時具有低的細胞毒性和良好的細胞相容性, 適用於與血液直接接觸的體內環境。由於HBPO..
SO3 聚集體尺寸基本小於100nm, 且具有包載疏水小分子的能力, 因此具有作為納米葯物載體的潛在應
用價值[ 50] 。由該聚合物和殼聚糖通過層層自組裝形成的多功能膜還顯示出抗菌活性, 以及良好的裝載
和控制釋放憎水葯物的能力[ 51] 。
由於HBPE 擁有極佳的水溶性和無毒性, 以及端羥基極易功能化改性, 在生物醫葯領域的研究報道
可謂層出不窮。Vargas 等將超支化聚縮水甘油醚和葯物結合以靜電紡織技術制備納米纖維可用於創傷
塗敷[ 52] 。疏水基官能化的聚縮水甘油醚衍生物可顯著提高抗癌葯物紫杉醇的水溶性但不會影響該葯物
% 102 % 高.. .. 分.. .. 子.. .. 通.. .. 報2010 年10 月..
的納米顆粒尺寸[ 53] 。
2.. 3 .. 對無機物表面改性研究
Huck 等[ 54] 用醇鈉對Si/ SiO2 表面的羥基進行部分質子交換後, 在110 . 溫度下引發縮水甘油開環
聚合, 可以在Si/ SiO2 表面形成不同厚度的超支化聚縮水甘油醚毛刷層。縮水甘油單體的用量可影響超
支化聚縮水甘油醚毛刷層的厚度, 最大厚度可達到70nm。該研究為材料的表面化學改性提供了新的
途徑。
Wang 等[ 55] 使碳黑表面羥甲基化, 並以其為反應生長點, 使EHO 開環聚合接枝到碳黑表面。改性
碳黑在溶劑中的分散能力得到明顯改善, 可部分溶於乙醇和氯仿中, 完全溶於T MF。
Zho u 等[ 56] 在多層碳納米管上引入羥基官能團( MWNT..OH) , 而後縮水甘油經原位陰離子開環聚合
共價接枝到碳納米管表面, 實現了碳納米管的化學修飾。調節縮水甘油與MWNT..OH 的比率可極易調
整HBPE 在MWNT 表面的數量。改性後的MWNT 在水、DMSO、DMF 和甲醇中具有很好的分散能
力, 而且還可與功能分子如熒光分子羅丹明6B 結合制備多功能雜化材料。
2.. 4 .. 在熒光功能高分子材料領域的研究
N, N..二甲氨基對苯甲醛與HBPE 的末端羥基發生羥醛縮合反應, 製得在固態及溶液狀態下皆發射
黃..綠色熒光的HBPE, 表現出普通熒光高分子所沒有的.. 質子化碎滅 和.. 絡合淬滅 兩種新效應, 可望在
熒光光譜分析學中獲得重要應用[ 57] 。Zhang 等[ 6] 以9..蒽甲醇為封端劑製得了末端含蒽生色團的新型熒
光HBPE。光譜學研究發現, 所得熒光HBPE 在激發..發射過程中發生了分子內能量遷移或轉移, 表現出
了典型的主客體發射體系的特性。該聚合物薄膜的最大吸收和發射波長分別是393nm 和450nm。
Sr inivasa Rao 等制備了含有亞苄基的HBPEs, 其在510~ 575nm 具有熒光特性[ 38] 。
2.. 5 .. 用於聚合物共混的研究
Rokicki 等[ 58] 將HBPE 的部分末端羥基改性, 剩餘末端羥基用乙酸乙酯保護以提高其憎水性並有利
於與環氧樹脂共混, 該共混材料的沖擊強度高於未改性樹脂, 含有20%~ 25% 的固化劑( T ETA ) 和20%
的改性HBPE 的共混樹脂顯示出最大的沖擊強度。
M..lhaupt 等[ 25] 以( 聚環氧丙烷嵌段聚乙撐氧) 共聚物為生長點, 在鄰苯二甲酸酐催化劑的作用下,
通過逐步控制重復反應引入縮水甘油和環氧丙烷, 得到的HBPE 是多層液態橡膠核殼型聚合物, 其核帶
有PPO 和高度支化的聚甘油嵌段, 殼層含有大量羥基封端的聚乙撐氧。以該超支化液態聚醚作為原料,
通過不同的羥基酯交換反應可以制備一系列的超支化嵌段共聚醚, 用於增韌環氧樹脂。該課題組又利用
此超支化液態聚醚的端羥基與烯丙基縮水甘油醚發生開環接枝反應, 用於乙烯酯/ 聚氯酯共混樹脂的增
韌[ 59] 。帶有高含量乙烯基的樹枝狀大分子與該共混樹脂發生加聚反應, 得到具有復雜而有規則網路結
構的產物, 這種結構可引起材料的硬度下降, T g 增大及更容易擴散剪切變形。與此共混樹脂相比, 加入
10% ( w t) 的改性HBPE 能使共混樹脂的斷裂能提高三倍。
2006 年Karak[ 60] 報道了將含有三嗪結構單元的HBPE 分別與低密度聚乙烯和聚氯乙烯共混研究。
隨著加入的HBPE 含量增加, 共混材料的粘度下降, 力學性能和阻燃性能均得到改善。
為改善端羥基超支化聚醚與丁羥聚氨酯的相容性, 宋雪晶等[ 16] 採用長鏈脂肪族酸對丁羥聚氨酯進
行酯化改性, 生成了HT PB 型聚氨酯, 並與超支化聚醚原位聚合形成超支化聚醚/ 丁羥聚氨酯互穿聚合
物網路。與HTPB 型聚氨酯相比, 超支化聚醚/ 丁羥聚氨酯的拉伸強度與延伸率得到了大幅度的提高。
2.. 6 .. 在其它領域的研究
將HBPE 端羥基與含有液晶基元的物質結合顯示出液晶相[ 61, 62] ; 二茂鐵接枝改性的HBPE 具有陰
離子識別能力[ 63] ; 紫精基封端的HBPE 可用於制備光和電致變色的功能材料[ 64] ; 咪唑鹽改性的HBPE
表現出新奇可逆的最低臨界溶解溫度, 在有機介質中可進行液..液, 液..固相變行為[ 65] 。而HBPE 用作負
載工具[ 66, 67] 、水凝膠的制備[ 68] 、多孔膜的制備[ 69] 、光固化塗料的合成[ 70] 及金屬納米材料的制備[ 71] 等領
域的應用研究也已見諸報道。
.. 第10 期高.. .. 分.. .. 子.. .. 通.. .. 報% 103 %
3 .. 展望
由於超支化聚合物的合成要比樹狀大分子簡單得多, 卻繼承了許多樹狀大分子所具有的溶解性好、
粘度低和末端功能基團等特性。除了具有一般超支化聚合物共同的特性外, HBPE 還具有分子內部穩
定、生物相容性好等優點, 此外其分子外圍大量羥基的存在, 使HBPE 的改性易於進行。有理由相信隨
著相關研究的不斷深入, 越來越多的新型HBPE 大分子將會被設計合成出來, 其功能和應用領域也將進
一步拓展。
3、二茂鐵有何化學性質和特點?
4、二茂鐵添加到汽油中對汽車的副作用?
甲醇汽油是由10%-25%的甲醇與其他化工原料、添加劑合成的新型車用燃料,不含任何汽油,但可達到90#-97#國標汽油的性能和指標。燃燒排出物的毒性比普通含鉛汽油小,排氣中一氧化碳含量也較少。燃燒清潔性能良好。但對汽油發動機的腐蝕性和對橡膠材料的溶脹率都較大,且易於分層。低溫運轉性能和冷起動性能較差,動力性能也不及純汽油。可用作車用汽油代用品。許多國家作了大量使用試驗,有的也在使用。但因上述諸缺點,尚未廣泛使用。
有人說甲醇吸水會腐蝕燃油系統中的金屬部件,但沒有切實數據來證明這種觀點。不過甲醇的熱值比汽油低,所以會影響汽車的動力性能和油耗水平,這一點在德國已經得到了證實。此外,甲醇有毒,不過這一點問題不大,沒人會傻到用摻了汽油的甲醇去給別人投毒的
5、求助循環伏安測試中二茂鐵做內標的問題
圖1. 循環伏安測試窗口
循環伏安掃描可以有多到4個獨立的極化電位設置點,掃描從初始電位開始,依次到達峰值電位1和峰值電位2,最後至終止電位,點擊選定復選框,可以打開或關閉初始電位和終止電位,如果選定復選框沒有選中,則掃描將跨過該值,向下一個設置點掃描,如不選中第一個選定復選框,則一個循環伏安周期為峰值電位1rarr;峰值電位3rarr;終止電位rarr;峰值電位1。詳情請參照圖2。
在整個掃描過程各階段的掃描速率由掃描速率輸入框指定,而每一段的掃描時間則等於掃描幅值/掃描速率。
如果是相對開路電位,則輸入電位值為負值表示陰極極化,正值表示陽極極化,極化電位下拉框可以選擇電位參考點。從而改變所有極化電位的絕對電位。
6、聊天中化學是什麼意思
化學(chemistry)是研究物質的組成、結構、性質、以及變化規律的科學。世界是由物質組成的,化學則是人類用以認識和改造物質世界的主要方法和手段之一,它是一門歷史悠久而又富有活力的學科,它的成就是社會文明的重要標志。
7、科學家在探索物質結構方面取得的成就
二十世紀的化學化學是一門建立在實驗基礎上的科學,實驗與理論一直是化學研究中相互依賴、彼此促進的兩個方面。進入20世紀以後,由於受到自然科學其他學科發展的影響,並廣泛地應用了當代科學的理論、技術和方法,化學在認識物質的組成、結構、合成和測試等方面都有了長足的進展,而且在理論方面取得了許多重要成果。在無機化學、分析化學、有機化學和物理化學四大分支學科的基礎上產生了新的化學分支學科。
近代物理的理論和技術、數學方法及計算機技術在化學中的應用,對現代化學的發展起了很大的推動作用。19世紀末,電子、X射現和放射性的發現為化學在20世紀的重大進展創造了條件。
在結構化學方面,由於電子的發現開始並確立的現代的有核原子模型,不僅豐富和深化了對元素周期表的認識,而且發展了分子理論。應用量子力學研究分子結構,產生了量子化學。
從氫分子結構的研究開始,逐步揭示了化學鍵的本質,先後創立了價鍵理論、分子軌道理論和佩位場理論。化學反應理論也隨著深入到微觀境界。應用X射現作為研究物質結構的新分析手段,可以洞察物質的晶體化學結構。測定化學立體結構的衍射方法,有X射線衍射、電子衍射和中子衍射等方法。其中以X射線衍射法的應用所積累的精密分子立體結構信息最多。
研究物質結構的譜學方法也由可見光譜、紫外光譜、紅外光譜擴展到核磁共振譜、電子自選共振譜、光電子能譜、射線共振光譜、穆斯堡爾譜等,與計算機聯用後,積累大量物質結構與性能相關的資料,正由經驗向理論發展。電子顯微鏡放大倍數不斷提高,人們以可直接觀察分子的結構。
經典的元素學說由於放射性的發現而產生深刻的變革。從放射性衰變理論的創立、同位素的發現到人工核反應和核裂變的實現、氘的發現、中子和正電子及其它基本粒子的發現,不僅是人類的認識深入到亞原子層次,而且創立了相應的實驗方法和理論;不僅實現了古代煉丹家轉變元素的思想,而且改變了人的宇宙觀。
作為20世紀的時代標志,人類開始掌握和使用核能。放射化學和核化學等分支學科相繼產生,並迅速發展;同位素地質學、同位素宇宙化學等交叉學科接踵誕生。元素周期表擴充了,以有109號元素,並且正在探索超重元素以驗證元素「穩定島假說」。與現代宇宙學相依存的元素起源學說和與演化學說密切相關的核素年齡測定等工作,都在不斷補充和更新元素的觀念。
在化學反應理論方面,由於對分子結構和化學鍵的認識的提高,經典的、統計的反應理論以進一步深化,在過渡態理論建立後,逐漸向微觀的反應理論發展,用分子軌道理論研究微觀的反應機理,並逐漸建立了分子軌道對稱守恆定律和前線軌道理論。分子束、激光和等離子技術的應用,使得對不穩定化學物種的檢測和研究成為現實,從而化學動力學已有可能從經典的、統計的宏觀動力學深入到單個分子或原子水平的微觀反應動力學。
計算機技術的發展,使得分子、電子結構和化學反映的量子化學計算、化學統計、化學模式識別,以及大規模術技的處理和綜合等方面,都得到較大的進展,有的已經逐步進入化學教育之中。關於催化作用的研究,以提出了各種模型和理論,從無機催化進入有機催化和僧物催化,開始從分子微觀結構和尺寸的角度核生物物理有機化學的角度,來研究酶類的作用和酶類的結構與其功能的關系。
分析方法和手段是化學研究的基本方法和手段。一方面,經典的成分和組成分析方法仍在不斷改進,分析靈敏度從常量發展到微量、超微量、痕量;另一方面,發展初許多新的分析方法,可深入到進行結構分析,構象測定,同位素測定,各種活潑中間體如自由基、離子基、卡賓、氮賓、卡拜等的直接測定,以及對短壽命亞穩態分子的檢測等。分離技術也不斷革新,離子交換、膜技術、色譜法等等。
合成各種物質,是化學研究的目的之一。在無機合成方面,首先合成的是氨。氨的合成不僅開創了無機合成工業,而且帶動了催化化學,發展了化學熱力學和反應動力學。後來相繼合成的有紅寶石、人造水晶、硼氫化合物、金剛石、半導體、超導材料和二茂鐵等配位化合物。
在電子技術、核工業、航天技術等現代工業技術的推動下,各種超純物質、新型化合物和特殊需要的材料的生產技術都得到了較大發展。稀有氣體化合物的合成成功又向化學家提出了新的挑戰,需要對零族元素的化學性質重新加以研究。無機化學在與有機化學、生物化學、物理化學等學科相互滲透中產生了有機金屬化學、生物無機化學、無機固體化學等新興學科。
酚醛樹脂的合成,開辟了高分子科學領域。20世紀30年代聚醯胺纖維的合成,使高分子的概念得到廣泛的確認。後來,高分子的合成、結構和性能研究、應用三方面保持互相配合和促進,使高分子化學得以迅速發展。
各種高分子材料合成和應用,為現代工農業、交通運輸、醫療衛生、軍事技術,以及人們衣食住行各方面,提供了多種性能優異而成本較低的重要材料,成為現代物質文明的重要標志。高分子工業發展為化學工業的重要支柱。
20世紀是有機合成的黃金時代。化學的分離手段和結構分析方法已經有了很大發展,許多天然有機化合物的結構問題紛紛獲得圓滿解決,還發現了許多新的重要的有機反應和專一性有機試劑,在此基礎上,精細有機合成,特別是在不對稱合成方面取得了很大進展。
一方面,合成了各種有特種結構和特種性能的有機化合物;另一方面,合成了從不穩定的自由基到有生物活性的蛋白質、核酸等生命基礎物質。有機化學家還合成了有復雜結構的天然有機化合物和有特效的葯物。這些成就對促進科學的發展起了巨大的作用;為合成有高度生物活性的物質,並與其他學科協同解決有生命物質的合成問題及解決前生命物質的化學問題等,提供了有利的條件。
20世紀以來,化學發展的趨勢可以歸納為:有宏觀向微觀、有定性向定量、有穩定態向亞穩定態發展,由經驗逐漸上升到理論,再用於指導設計和開創新的研究。一方面,為生產和技術部門提供盡可能多的新物質、新材料;另一方面,在與其它自然科學相互滲透的進程中不斷產生新學科,並向探索生命科學和宇宙起源的方向發展。
8、高分求化學的主要歷史發展過程 500字左右
約50萬年前 「北京猿人」已會用火
公元前8000-6000年 中國(新石器時代)開始制陶器
約公元前3000年 埃及人已用採集的金銀製作飾品
約公元前2000年 中國已會鑄銅
約公元前17世紀 中國已開始冶鑄青銅
公元前1400年 小亞細亞的赫梯人已會冶鐵
約公元前1200年 中國商代已使用錫、鉛、汞
公元前10世紀 埃及人已會製作玻璃器具
公元前6世紀 中國發明了冶煉生鐵
公元前5世紀 中國《墨子·經下》提出物質的最小單位是「端」的觀點
公元前4世紀 古希臘的德謨克利特提出樸素的原子論:古希臘的亞里士多德提出「四元素」學說
公元前3世紀 中國發展起塊鐵滲碳的制鋼技術
公元前2世紀 中國西漢已有用膽水制銅的記載
公元前140-87年 中國發明了造紙術
前1世紀到1世紀 中國《木草經》成書
2世紀 中國魏伯陽的《周易參同契》成書,這是世界上最早的一部有關煉丹術的著作
7到8世紀 中國唐代初年孔思邈著作中的《伏硫磺法》篇里最早記有火葯的三種成分
10世紀 中國宋代把火葯用於製造火葯箭、火球等武器
13世紀 中國火葯傳入阿拉伯
16世紀 中國明代已用鋅製造黃銅
1661年 英國的波義耳在《懷疑派化學家》書中給元素下了科學的定義
1703年 德國的施塔爾把燃素說系統化
1772年 瑞典的舍勒製得了氧氣
1777年 法國的拉瓦錫發表《燃燒概論》推翻了燃素說
1799年 普羅斯提出了定比定律
1802年 法國費歇列出了第一個酸鹼當量表
1803年 英國道爾頓提出原
1804年 英國的道爾頓提出倍比定律
1807年 英國的戴維首次用電解熔鹽的方法取得了金屬鉀和鈉
1808年 法國的蓋呂薩克提出氣體反應體積定律
1810年 戴維確定氯是種元素
1811年 義大利的阿佛加德羅提出分子假說
1828年 德國的維勒用無機物氰酸銨制出尿素
1834年 英國法拉第提出電解定律
1852年 英國弗蘭克蘭提出原子價的初步概念
1857年 德國凱庫勒指出碳是四價
1860年 分子說得到世界公認
1861年 俄國的布特列洛夫提出並論述了化學結構學
1864年 挪威的古德貝格和瓦格發展和確立了質量作用定律
1867年 瑞典的諾爾貝製成用硅藻土吸收硝化甘油的炸葯
1869年 俄國的門捷列夫提出了他的第一個元素周期表
1874年 荷蘭的范特甫和法國的勒貝爾各自提出碳原子的正四體理論
1884年 提出了勒沙特利原理
1887年 瑞典的阿侖尼烏斯提出了電離學說
1893年 瑞士的維爾納提出了絡合物的配位理論
1895年 德國的奧斯特瓦爾德提出催化劑概念
1898年 法國的居里夫婦發現釷有放射性並發現了釙
1906年 俄國的茨維特發明色層分析法
1911年 英國的盧瑟福提出原子核模型(1908年因其在研究元素核衰變和原子結構上的成就榮獲諾貝爾化學獎)
1913年 丹麥的波爾根據量子理論提出原子結構模型
1934年 法國的約里奧、居里夫婦發現人工放射性(1935年榮獲諾貝爾化學獎)
1942年 中國的侯德榜發明了聯合制鹼法
1952年 歐格爾提出配位場理論
1961年 改用碳12為原子量的標准
1962年 加拿大的巴特來合成了第一個惰氣化合物(XePtF6)
1965年 中國科學家合成出牛胰島素,是首次人工合成蛋白質1969-1974年美國的喬索等合成104、105、106號元素
9、化學前途怎麼樣
化學這方面很多了,看你大學學什麼專業了,例如去制葯,環化,環境治理,石化。。。或者去科研