异腈参与的多组分反应制备本征型自修复聚合物

发布时间：2023-04-18 23:45

　　多组分反应(MCRs)可以将三种或三种以上的反应物经过一步反应生成含有所有组分主要结构片段的化合物,被广泛用于有机合成,特别是药物合成。MCRs的最大优点在于可以通过简单改变起始反应物就可以得到多样性的产物。Passerini反应和Ugi反应为MCRs典型代表,不仅具备了多组分反应的一切优点,而且反应条件温和、无需催化剂,原子节约等优点。随着化学科学的发展,MCRs反应也逐渐从小分子的合成应用到高分子研究领域。本文利用可再生资源糠醛为原料,通过多组分反应合成含呋喃环的线性聚合物,然后通过Diels-Alder反应得到交联聚合物,由于Diels-Alder反应为可逆反应,使其具备了自修复性能。1.以胺为原料合成两种异腈化合物,利用Passerini反应,制备出含呋喃环的线型聚合物,通过与N,N’-(4,4’-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺(BMI)进行交联得两种交联聚合物。对其进行溶剂耐性、热学性能、力学性能、修复能力等进行相关测试。其修复能力分别为55.8%和74%,且对溶剂的耐性良好。2.利用Ugi反应,通过切换原料制备出一系列的含呋喃环的线性酰胺类聚合物,通过与BMI交联制备可自修复聚...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 糠醛的研究进展
        1.1.1 糠醛来源
        1.1.2 糠醛的性质
        1.1.3 糠醛及其衍生物的用途
            1.1.3.1 溶剂方面的应用
            1.1.3.2 食品方面的应用
            1.1.3.3 医药和农药方面的应用
            1.1.3.4 糠醛系功能高分子的应用
    1.2 多组分反应
        1.2.1 MCRs制备单体
        1.2.2 多组分聚合
            1.2.2.1 P-3CR在高分子领域的应用
            1.2.2.2 U-4CR聚合
            1.2.2.3 结构控制
            1.2.2.4 聚合后改性
    1.3 自修复研究进展
        1.3.1 可逆共价键自修复
            1.3.1.1 Diels-Alder(D-A)反应以及环加成反应
            1.3.1.2 动态酰腙键自修复
            1.3.1.3 二硫键自修复
            1.3.1.4 有机硅自修复
        1.3.2 非共价键的自修复
            1.3.2.1 超分子化学
            1.3.2.2 氢键
            1.3.2.3 金属配位作用
    1.4 本课题的研究意义及内容
        1.4.1 本课题的研究意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 主要创新点
第二章 Passerini反应制备热响应自修复聚合物
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂和仪器
        2.2.2 物质合成
            2.2.2.1 1,6-二异氰基己烷的制备
            2.2.2.2 1,4-苯二甲异腈的制备
            2.2.2.3 P-3CR合成线型聚合物1的合成
            2.2.2.4 P-3CR合成线型聚合物2的合成
            2.2.2.5 交联聚合物3和4的合成
        2.2.3 聚合物的表征及性能测试
            2.2.3.1 红外(FT-IR)对线型聚合物1,2和交联聚合物3,4 进行结构表征
            2.2.3.2 核磁共振仪对线性聚合物进行结构表征
            2.2.3.3 线型聚合物的分子测量
            2.2.3.4 对溶剂的耐性测试
            2.2.3.5 热学以及力学测试
            2.2.3.6 自修复性能的测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 异腈的合成讨论
        2.3.2 线性聚合物的合成讨论
        2.3.3 交联聚合物的合成讨论
        2.3.4 自修复交联聚合物的性能测试及讨论
            2.3.4.1 交联聚合物溶剂耐性的测试
            2.3.4.2 热学性能
            2.3.4.3 自修复性能的测试结果
    2.4 小结
第三章 Ugi反应制备热响应型自修复聚酰胺
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和仪器
        3.2.2 物质合成
            3.2.2.1 2 ,5-二甲基苯异腈的制备
            3.2.2.2 用U-4CR合成线性聚酰胺P-1
            3.2.2.3 用U-4CR合成线性聚酰胺P-2
            3.2.2.4 用U-4CR合成线性聚酰胺P-3
            3.2.2.5 用U-4CR合成线性聚酰胺P-4
            3.2.2.5 用U-4CR合成线性聚酰胺P-5
            3.2.2.6 交联聚酰胺的制备
        3.2.3 聚合物的表征及性能测试
            3.2.3.1 线型聚合物的分子测量
            3.2.3.2 对溶剂的耐性测试
            3.2.3.3 热学以及力学测试
            3.2.3.4 自修复性能的测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 异腈的合成讨论
        3.3.2 线性聚酰胺P-1和交联聚酰胺PA-1的合成讨论
        3.3.3 线性聚酰胺P-2和交联聚酰胺PA-2的合成讨论
        3.3.4 线性聚酰胺P-3和交联聚酰胺PA-3的合成讨论
        3.3.5 线性聚酰胺P-4和交联聚酰胺PA-4的合成讨论
        3.3.6 线性聚酰胺P-5和交联聚酰胺PA-5的合成讨论
        3.3.7 自修复交联聚合物的性能讨论
            3.3.7.1 热学检测
            3.3.7.2 对溶剂耐性的测试
            3.3.7.3 自修复性能的讨论
    3.4 小结
第四章 双响应型自修复聚合物和亲水性自修复凝胶的制备
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂和仪器
        4.2.2 物质的合成
            4.2.2.1 P-3CR线性聚合物M-1的合成
            4.2.2.2 利用U-4CR制备线性聚合物M-2
            4.2.2.3 线性聚合物M-3的合成
            4.2.2.4 线性聚合物M-4的合成
            4.2.2.5 线性聚合物M-5的合成
            4.2.2.6 交联聚合物的制备
            4.2.2.7 亲水性凝胶的制备
        4.2.3 聚合物的表征及性能测试
            4.2.3.1 溶剂的耐性测试
            4.2.3.2 自修复性能的测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 线型聚合物M-1和交联聚合物M-6的合成讨论
        4.3.2 线性聚合物M-2和交联聚合物M-7的合成讨论
        4.3.3 线性聚合物M-3和交联聚合物M-8的合成讨论
        4.3.4 亲水性凝胶的合成讨论
        4.3.5 自修复交联聚合物的性能测试结果
            4.3.5.1 对M-6,M-7和M-8聚合物对溶剂耐性的测试结果
            4.3.5.2 亲水性凝胶的M-9和M-10含水率的测试结果讨论
            4.3.5.3 热学检测结果
            4.3.5.4 自修复性能的测试结果
            4.3.5.5 对聚合物M-6和M-7进行拉伸应力应变测试
    4.4 小结
第五章 结论及展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果及荣誉
致谢



本文编号：3793278