光学活性螺旋取代聚炔功能材料的制备及性能研究

发布时间：2020-04-20 11:42

【摘要】：螺旋取代聚乙炔作为一种典型的螺旋聚合物,在一定条件下可以形成单手过量的动态螺旋结构,表现出显著的光学活性,并具有“手性放大效应”。在手性识别、手性拆分和手性催化等手性领域的应用前景,使光学活性螺旋取代聚炔引起广泛关注。同时,由于其独特的共轭结构,螺旋取代聚炔在手性以外的领域,包括仿生学、液晶显示材料、以及生物医药等方面也有巨大的潜在应用价值。然而,刚性主链导致相当一部分聚炔很差的分散性、加工性能和热稳定性,极大地限制了聚炔的实际应用。目前人们对螺旋取代聚炔及其衍生物制备和手性方面的应用研究已经很多,但是这类聚合物的种类还不是很多,并且利用螺旋取代聚炔构筑新型功能材料的报道还比较少。本文基于两种炔丙酰胺类螺旋取代聚炔,制备了两种聚炔功能材料,主要研究内容如下:1、用石墨烯替代传统悬浮聚合中的分散剂,通过悬浮聚合法制备得到了两种手性聚炔/石墨烯杂化微球。通过SEM表征杂化微球的形貌,通过EDS、FT-IR、XPS和Raman等手段表征了杂化微球的化学组成以及两种微球中石墨烯的分布和石墨烯与聚合物的结合作用,用TGA和CD、UV-vis谱图表征了杂化微球的热性能和光学活性。证实了石墨烯成功地与手性聚炔通过物理作用或化学作用紧密结合在一起,并得到具有显著光学活性的手性聚炔/石墨烯杂化微球。2、设计合成了一种新型炔丙酰胺类圆偏振发光取代乙炔单体及其均聚物,并进一步制备了具有圆偏振发光性能的聚炔/PVB复合膜。通过FT-IR、NMR表征了合成单体和聚合物的化学结构,通过荧光光谱和CD、UV-vis谱图表征了单体、聚合物以及复合膜的荧光性能和手性,用CPL光谱证明了单体、聚合物以及复合膜的圆偏振发光性能。
【图文】：

１．１螺旋聚合物研究进展逡逑１．１．１螺旋聚合物概述逡逑螺旋结构作为一种特殊的二级结构在自然界中广泛存在（如图１－１所示），小逡逑到生命体中的生物大分子，如ａ螺旋蛋白质以及双螺旋ＤＮＡ，大到宏观星云，逡逑这种神奇而独特的形态比比皆是，并早已融入到人们的日常生活当中，比如弹簧、逡逑螺钉和螺旋扶梯等等。自从天然螺旋大分子首次被人们发现以来，人们对这一特逡逑殊的结构进行了深入的研究，发现螺旋结构不仅是生物大分子最有效利用有限空逡逑间稳定存在的方式，而且还对生物大分子维持生物活性，传递遗传信息起到了至逡逑关重要的作用。而螺旋结构能起到这些功能最关键的原因，就是它表现出的独特逡逑手性。逡逑图１－１自然界中的螺旋结构逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｈｅｌｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｉｎ邋ｎａｔｕｒｅ逡逑手性，是无法与它镜像重合的物体所具有的性质，如同我们的左右手，，它们逡逑互为镜像却无法重合

１．１螺旋聚合物研究进展逡逑１．１．１螺旋聚合物概述逡逑螺旋结构作为一种特殊的二级结构在自然界中广泛存在（如图１－１所示），小逡逑到生命体中的生物大分子，如ａ螺旋蛋白质以及双螺旋ＤＮＡ，大到宏观星云，逡逑这种神奇而独特的形态比比皆是，并早已融入到人们的日常生活当中，比如弹簧、逡逑螺钉和螺旋扶梯等等。自从天然螺旋大分子首次被人们发现以来，人们对这一特逡逑殊的结构进行了深入的研究，发现螺旋结构不仅是生物大分子最有效利用有限空逡逑间稳定存在的方式，而且还对生物大分子维持生物活性，传递遗传信息起到了至逡逑关重要的作用。而螺旋结构能起到这些功能最关键的原因，就是它表现出的独特逡逑手性。逡逑图１－１自然界中的螺旋结构逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｈｅｌｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｉｎ邋ｎａｔｕｒｅ逡逑手性，是无法与它镜像重合的物体所具有的性质，如同我们的左右手，它们逡逑互为镜像却无法重合
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ317;TB34

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本文编号：2634504