路易斯酸碱对引发丙交酯/烯类极性单体聚合反应研究

摘要

丙交酯作为一种天然环保可无害分解材料，在医用材料，农业材料及日常用品应用领域内具有广阔的前景。尤其在医用材料方面，可应用在包括人造器官，药物载体等方面。同时聚丙交酯产品本身存在某些力学性能上的不足，现有方法多采用与烯类单体聚合物、碳纤维和无机纳米粒子共混加工的方式对其进行改性，虽然其力学性能有所增强但存在分散性不均，易团聚等问题。Lewis酸碱对引发体系近年因其在引发烯类单体、内酯类单体聚合反应中具有良好的反应效果而备受关注。本论文以此为出发点，首次尝试在Lewis酸碱对体系内以相似反应机理进行丙交酯与烯类单体间的共聚反应，从合成角度对聚丙交酯进行改性。
　　从以上两方面出发，本论文具体研究了以下内容:
　　(1)Lewis酸碱对引发丙交酯单体的聚合反应。对比不同种类的Lewis酸碱对引发聚合反应结果。发现Lewis酸，碱在空间位阻较大，酸碱性适中的条件下可有效引发丙交酯开环聚合反应。其中DMAP/二乙基锌Lewis酸碱对可在10min内生成产率高达98％的聚丙交酯产物，且聚合产物为环状结构。
　　(2)尝试Lewis酸碱对引发不同烯类单体MMA，MA和AN的均聚反应。在该体系中活性较好的Lewis酸碱对体系应为对酸碱性，空间位阻妥协程度最好的体系。同时随着单体亲电性的增强，聚合反应活性也不断增强。其中DBU/二乙基锌Lewis酸碱对引发丙烯腈聚合反应产率可达78％。
　　(3)通过以上两部分研究内容的结果，进行丙交酯与不同烯类单体间在相同Lewis酸碱对体系内的共聚反应。分别讨论了以聚丙交酯活性中心引发烯类单体聚合、聚烯类单体活性中心引发丙交酯聚合和两单体相互引发聚合反应的可能性。发现只有聚丙烯腈活性中心引发丙交酯的聚合产物中具有二者共聚物的结构特征。分析该聚合物结构为丙烯腈与丙交酯嵌段共聚物，其具体组成为AN质量分数68.8％，LA质量分数31.2％。从而实现了以共聚合方式对聚丙交酯的改性。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 受阻Lewis酸碱对

1．1．1 受阻Lewis酸碱对对小分子活化反应

1．1．2 受阻Lewis酸碱对催化聚合反应

1．1．3 Lewis酸碱对催化聚合反应的反应机理

1．2 聚乳酸的合成研究

1．2．1 聚乳酸的缩合聚合

1．2．2 聚乳酸的开环聚合

1．3 丙烯酸酯类单体活性聚合反应

1．3．1 阴离子聚合

1．3．2 配位聚合

1．3．3 Lewis酸碱对催化极性单体聚合

1．4 丙烯腈活性聚合反应

1．4．1 聚丙烯腈发展历程

1．4．2 聚丙烯腈合成方法

1．5 课题的立论及主要研究内容

第二章 实验部分

2．1 原料的来源及规格参数

2．2 原料的纯化

2．3 实验方法

2．3．1 准备工作

2．3．2 多种醇引发的丙交酯开环聚合反应

2．3．3 Lewis酸碱对二元体系引发丙交酯开环聚合

2．3．4 Lewis酸碱对引发甲基丙烯酸甲酯聚合探究

2．3．5 Lewis酸碱对引发丙交酯与甲基丙烯酸甲酯共聚反应

2．3．6 Lewis酸碱对引发丙烯酸甲酯聚合探究

2．3．7 Lewis酸碱对引发丙交酯与丙烯酸甲酯共聚反应

2．3．8 Lewis酸碱对引发丙烯腈聚合探究

2．3．9 Lewis酸碱对引发丙交酯与丙烯腈共聚反应

2．4 表征与测试

2．4．4 凝胶渗透色谱(GPC)

第三章 结果与讨论

3．1 对丙交酯开环聚合反应体系的探究

3．1．1 纯Lewis碱引发丙交酯聚合反应的研究

3．1．2 多种醇类Lewis碱引发丙交酯聚合反应的研究

3．1．3 Lewis酸碱对引发丙交酯聚合反应的研究

3．2 Lewis酸碱对引发极性单体聚合反应的研究

3．2．1 Lewis酸碱对引发甲基丙烯酸甲酯聚合研究

3．2．2 Lewis酸碱对引发丙烯酸甲酯聚合研究

3．2．3 Lewis酸碱对引发丙烯腈聚合研究

3．3 Lewis酸碱对引发丙交酯与烯类单体共聚合的研究

3．3．1 Lewis酸碱对引发丙交酯与甲基丙烯酸甲酯共聚反应研究

3．3．2 Lewis酸碱对引发丙交酯与丙烯酸甲酯共聚反应研究

3．3．3 Lewis酸碱对引发丙交酯与丙烯腈共聚反应研究

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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