巯基—烯点击反应一步法制备滑动轮凝胶

发布时间：2017-08-17 15:21

  本文关键词：巯基—烯点击反应一步法制备滑动轮凝胶

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【摘要】：滑动轮凝胶具有8字形拓扑交联结构,交联点可沿着聚合物链轴相对滑动,因此与传统聚合物凝胶相比,滑动轮凝胶有着更出色的力学性能、溶胀性能。滑动轮凝胶的制备一般分为三步:(1)准聚轮烷的合成:环状小分子与长链大分子发生包合作用,小分子穿入到长链上,形成准聚轮烷;(2)聚轮烷的制备:为防止小分子从长链上滑落下来,对长链的两端进行封端,形成聚轮烷;(3)聚轮烷在交联剂的作用下形成滑动轮凝胶。传统滑动轮制备步骤繁琐,产率较低。为解决这一问题,本文尝试采用一步法制备滑动轮凝胶,并将巯基-烯点击反应引入到制备过程中来。一步法是指整个滑动轮凝胶制备都在同一溶液中,不需分离提纯,简化了制备步骤、提高了产率。巯基-烯点击反应拥有反应条件简单、反应速度快,无或很少副产物等优点,引入此反应能够更精准、更快速地获得交联结构的滑动轮凝胶。一步法具体分为两个阶段:(1)环状小分子首先与长链聚合物发生包合作用,小分子穿入长链上;(2)催化剂作用下,长链末端的双键同小分子上的巯基发生巯基-烯点击反应(聚合物链之间反应),封端与交联同时发生。本论文主要研究内容与结果如下:1.长链聚合物的改性:对PEO-PPO-PEO(Pluronic F127)三嵌段聚合物末端的羟基进行改性,得到了端基为丙烯酸酯基的聚合物DA Pluronic F127,为后续巯基-烯点击反应提供了双键官能团。2.环状小分子的改性:对β-环糊精6号位羟基进行改性,制备单-6-巯基-β-环糊精和全-6-巯基-β-环糊精两种环糊精衍生物,将巯基引入到β-环糊精分子上,为后续交联过程提供了巯基官能团。3.一步法制备滑动轮凝胶:首先本文尝试了单-6-巯基-β-环糊精与DA Pluronic F127形成滑动轮凝胶,但没有成功,推测原因有:单-6-巯基-β-环糊精中副产物,而且其末端官能团太少,只有一个巯基。接着本文尝试利用全-6-巯基-β-环糊精与DA Pluronic F127制备滑动轮凝胶,按照上述一步法具体操作过程,最终制备出凝胶。经测试,该凝胶在质量分数为15%、全-6-巯基-β-环糊精与DA Pluronic F127的摩尔比为3:1时,其力学性能最佳,最大断裂伸长率为500%,最大应力为300KPa。但这与报道的滑动轮凝胶有较大差距,推测在一步法第一阶段全-6-巯基-β-环糊精由于空间位阻过大,加上DMSO溶剂原因,全-6-巯基-β-环糊精未能穿入聚合物链上,直接与DA Pluronic F127反应,交联形成了凝胶。
【关键词】：滑动轮 凝胶 巯基-烯点击反应 一步法
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O648.17
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-33
• 1.1 点击化学11-24
• 1.1.1 点击化学简介11
• 1.1.2 点击化学分类11-15
• 1.1.3 巯基-烯（炔）点击化学的应用15-24
• 1.2 凝胶24-26
• 1.2.1 凝胶的定义24
• 1.2.2 凝胶的分类24
• 1.2.3 凝胶的制备方法24-26
• 1.2.4 凝胶的结构分析以及性能测试26
• 1.3 滑动轮凝胶26-31
• 1.3.1 滑动轮凝胶简介26-28
• 1.3.2 滑动轮凝胶的制备28-31
• 1.4 本课题研究背景、研究思路和研究内容31-33
• 1.4.1 研究背景及思路31-32
• 1.4.2 研究内容32-33
• 第二章 凝胶因子的合成33-50
• 2.1 引言33-35
• 2.2 实验部分35-40
• 2.2.1 药品与仪器35-36
• 2.2.2 凝胶因子（A1）的合成36-37
• 2.2.3 凝胶因子（B1）的合成37-38
• 2.2.4 凝胶因子（B2）的合成38-39
• 2.2.5 凝胶因子的结构表征39-40
• 2.3 结果与讨论40-49
• 2.3.1 二丙烯酸聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯合成及其结构分析40-41
• 2.3.2 单6巯基-β-环糊精合成及其结构分析41-46
• 2.3.3 全6巯基-β-环糊精合成及其结构分析46-49
• 2.4 本章小结49-50
• 第三章 单6巯基-β-环糊精和DA Pluronic F127制备滑动轮凝胶50-55
• 3.1 引言50
• 3.2 实验部分50-53
• 3.2.1 药品与仪器50-51
• 3.2.2 凝胶因子A1、B1制备滑动轮凝胶51-53
• 3.3 本章小结53-55
• 第四章 全6巯基-β-环糊精和DA Pluronic F127制备滑动轮凝胶55-68
• 4.1 引言55
• 4.2 实验部分55-59
• 4.2.1 药品与仪器55-56
• 4.2.2 全6巯基-β-环糊精制备滑动轮凝胶56-57
• 4.2.3 凝胶形成判断方法57-58
• 4.2.4 凝胶的结构表征58
• 4.2.5 凝胶的溶胀行为58
• 4.2.6 凝胶的力学性能58-59
• 4.3 结果与讨论59-67
• 4.3.1 凝胶形成判断方法59-60
• 4.3.2 凝胶的结构表征60-62
• 4.3.3 凝胶的溶胀性能62-63
• 4.3.4 凝胶的流变性能63-64
• 4.3.5 凝胶的拉伸性能64-67
• 4.4 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-77
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果77-78
• 致谢78-79
• 附件79

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本文编号：689713