基于点击化学的线性聚三唑高分子材料的制备与性能

基于"点击化学"方法,以1,4-二苄基叠氮(XDA)和2,2-二(4-炔丙氧基苯基)丙烷(PBP)(双炔基单体)为单体,采用(Cu(Ⅰ)AAC)作为催化剂,通过高效和高选择性的1,3-环加成点击化学反应,研究一种新型可溶性聚三唑树脂的控制制备;采用红外光谱(FT-IR)、核磁(1H-NMR)、激光光散射(LLS)、X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)等方法对其结构与性能进行表征。结果表明,通过单体结构的设计,可以制备出易溶解于普通极性溶剂,玻璃化转变温度134.76℃,熔融温度246.77℃,起始分解温度349.3℃的聚三唑高分子,并对高分子溶解性和热性能的提高进行了讨论与分析。     

多功能聚炔的控制制备及热性能

提出一种多功能聚炔的制备新方法——点击化学制备法。有效地实现了多功能基团取代聚炔的制备,使用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)以及热重分析(TGA)对制得的高分子结构和热性能进行了详细表征,研究结果发现,该方法不仅制备条件温和,操作简单,而且产率高;同时芳基口恶唑基团的引入,有效地将电子传输和非线性吸收功能基团有效构筑于同一聚炔高分子中,实现多功能性,而且合成的高分子呈现高的热稳定性,热分解温度高达372.9℃。     

聚三唑/碳纳米管复合材料的制备与性能研究

将叠氮基与碳纳米管(CNT)反应,制备叠氮化碳纳米管(ACNT),用FTIR、XPS等手段证明碳纳米管实现了叠氮化;借助超声波的作用使ACNT均匀分散于单体中,然后用原位聚合方法制备了聚三唑/碳纳米管(PTA/ACNT)复合材料。用透射电镜观察ACNT在基体树脂中的分散状况和复合材料的微观结构,研究了ACNT的添加分数对PTA/ACNT复合材料玻璃化温度(Tg)、热稳定性(Td5)和导热系数(λ)的影响。结果表明:与PTA纯树脂相比,当ACNT添加分数为1.0%(质量分数,下同)时,复合材料的Tg提高了33℃,在氮气中Td5提高了15℃,在空气中Td5提高了8℃;当ACNT添加分数为5.0%时,复合材料30℃的λ提高了45%,150℃的λ提高了30%。     

高离子电导率及耐碱性聚三唑鎓盐薄膜的制备及性能

1,2,3-三唑鎓离子因不含酸性质子,耐碱稳定性良好,使得聚三唑鎓离子液体在聚电解质碱性电池离子交换膜等领域具有较好的应用潜力。文中将三炔正丁基-1,3,5-均苯三甲酸酯(TRBB)和端炔基聚乙二醇(DPPEG)与联苯二苄叠氮(BAMBP),通过1,3-偶极环加成反应及N-烷基化和阴离子交换反应,制备了具有高离子电导率及良好耐碱稳定性的新型超支化型聚三唑鎓盐薄膜(TDB-PTAIM)。TDB-PTAIM玻璃化转变温度(T_g)为70.8～143.6℃,质量损失10%的温度(T_d10)为295～315℃,30℃最高电导率可达2.92×10^-5S/cm,在已报道的聚三唑鎓盐离子液体中处于较高水平;同时,TDB-PTAIM表现出较好的耐碱稳定性,在80℃浓度为1 mol/L的Na OH溶液中浸泡24 h后,仍能保持良好的力学性能,拉伸强度为25.6～57.4 MPa,下降幅度为9%～41%,离子电导率下降幅度为14%～23%。TDB-PTAIM兼具较好的力学性能、较高的离子电导率和较好的耐碱性能,有望应用于碱性电池离子交换膜领域...     

光引发点击化学接枝聚合制备多壁碳纳米管接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)及对聚偏氟乙烯超滤膜性能的影响

以紫外光引发的巯基-炔基绿色点击化学反应接枝聚合制备多壁碳纳米管接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)(MWCNTs-g-PNIPAM),通过改变接枝时间得到了不同接枝率的MWCNTs-g-PNIPAM,并通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/MWCNTs-g-PNIPAM复合超滤膜。通过差示扫描量热分析和红外光谱、水接触角和水通量、场发射电子显微镜和机械拉伸试验研究了MWCNTs对PVDF超滤膜的结晶度和β相结晶含量、亲水性能、表面和断面形貌、拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明,无金属催化剂的光引发点击化学在接枝时间为3 h时,PNIPAM的最大接枝率为9.76%,改善了碳纳米管与PVDF的界面结合力,使碳纳米管能够满足亲水性的同时还能在PVDF基体中良好分散。其中,β相结晶含量由纯PVDF膜的68.64%提升至95.32%,结晶度由46.30%提升至57.95%,拉伸强度与断裂伸长率分别由5.37 MPa和53.2%提升至7.85 MPa和54.32%,水接触角由95°降至69.75°,水通量由3.18 LMH提升至21.68 LMH。     

芴基苯并噁嗪的合成表征及热性能

合成了9,9’-二(3-苯基-2,4-二氢-1,3-苯并噁嗪)芴(简称BFA)、9,9’-二(3-烯丙基-2,4-二氢-1,3-苯并噁嗪)芴(BFB)和大分子苯并噁嗪单体(BFC)。分别用核磁共振仪(1H-NMR)和红外光谱仪(FT-IR)对它们的结构进行了鉴定。差示扫描量热(DSC)对三种芴基苯并噁嗪的固化反应研究结果表明,它们的固化反应发生在180℃～280℃之间。三种单体的固化物都表现出很高的玻璃化转变温度,其中BFB的固化物的玻璃化温度已经超过300℃,BFA和BFC的玻璃化温度也分别达到202℃和263℃。它们在N2氛围中5%分解温度分别达到325℃、331℃和359℃,体现出较好的热稳定性。     

空间结构聚芴的设计及光电性能

用一种简单的缩合方法合成了具有新颖空间结构的聚芴材料,并用DSC、TGA、循环伏安法、荧光测试等技术对聚芴材料进行了表征。结果表明:该聚芴材料具有很高的Tg(164℃或234℃)和热分解温度、稳定的电化学性能和较高的荧光性能。该材料在真空100℃热处理24 h后,保持了稳定的荧光性能。     

磺酸型聚芴的合成及性能

利用迈克尔加成反应合成了2,7-二溴-9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸)芴单体,并通过Suzuki偶合反应制备了含不同磺酸比例的磺酸型聚芴(PF6SO3H)。通过核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、溶解性试验、紫外吸收光谱、荧光发射光谱、循环伏安曲线及热重分析法对聚合物结构和性能进行了表征分析。结果表明,成功合成了相对分子质量在3万~5万之间的磺酸型聚芴。发现随着磺酸型聚芴中磺酸基团含量的不同,聚合物在甲醇溶液中的溶解度不同,含有50%磺酸基团的PF6SO3H在甲醇中的溶解度达到了18mg/mL。磺酸侧链的引入使聚芴在薄膜状态和溶液状态下的紫外吸收最大吸收峰和最大荧光发射峰较聚(9,9-二己基)芴(PF6)发生了9nm~40nm红移,且能带隙逐渐变窄,同时磺酸型聚芴的HOMO较PF6增大。热失重分析发现磺酸侧链的引入,使得磺酸型聚芴的热稳定性较PF6有一定的下降。     

含联炔多炔丙基化合物的合成及聚三唑树脂的制备EI北大核心CSCD

采用相转移催化法合成了含联炔多炔丙基的单体N,N,N’,N’-四炔丙基-1,4-双(3-氨基苯)-丁二炔(TPBAPB),通过红外、核磁、元素分析等方法表征了TPBAPB的结构。以TPBAPB与4,4’-联苯二苄叠氮(BAMBP)热聚合条件下的1,3-偶极环加成反应制备了一种新型的聚三唑树脂(H-PTA),利用红外和差示扫描量热法研究了树脂的固化行为,并通过动态力学分析和热失重分析考察了炔基与叠氮基不同摩尔比对树脂热性能的影响。结果表明,树脂具有良好的加工性能,能在较低的温度下进行固化(80℃左右),当炔基与叠氮基的摩尔比为1.2∶1.0时,固化后的树脂具有最佳的热性能,玻璃化转变温度(Tg)达到298℃,在氮气中5%的热失重温度(Td5)达到363℃。     

基于点击化学的壳聚糖水凝胶的制备及性能

本研究首先在甲磺酸中用丙烯酰氯对壳聚糖(CS)进行接枝改性,通过一步法合成了水溶性丙烯酰基壳聚糖(CS-AC).之后,在光引发剂I2959和紫外光(UV)照下,以二硫苏糖醇(DTT)为交联剂制备了基于巯基-烯点击化学的CS-AC/DTT快速交联水凝胶.红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1 H-NMR)结果定性和定量地...     

AZ-1改性炭纤维/聚三唑复合材料界面研究

研究了一种用氮丙啶处理炭纤维的方法在新型聚三唑树脂复合材料中的界面作用效果和作用机理.用硝酸氧化处理炭纤维,再引入分子结构中含氮丙啶环的化合物AZ-1,通过化学手段对炭纤维进行改性.结果表明,经改性后炭纤维增强聚三唑树脂复合材料比未处理复合材料的层间剪切强度提高86%.AFM,SEM和接触角测试表明化学改性增加了炭纤维...     

基于点击化学有机硅弹性体的合成与性 能研究

预先合成了二巯基聚醚(HS-P(EO/PO)-SH)和乙烯基硅油(PVMS-b-PDMS),并以二者为原料,苯偶酰双甲醚(DMPA)作为光引发剂,利用巯基-烯点击化学法成功合成了对重金属离子具有吸附能力的有机硅弹性体。采用红外光谱仪、核磁共振氢谱仪表征了该有机硅弹性体的结构,并研究了其热稳定性以及在溶液环境下对重金属离子的吸附性能。结果表明,该有机硅弹性体具有优异的热稳定性,且室温下其对镍离子具有较好的吸附能力,是一种性能优异的重金属离子吸附材料。     

弹性气凝胶的制备及其力学、热学性能研究

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为硅源、水为溶剂、醋酸和氨水作为酸碱催化剂, 采用酸碱两步法和酒精超临界干燥制备了透明块体气凝胶。用扫描电镜、比表面积与孔径分析仪、动态力学分析仪和hotdisk热分析仪等表征了气凝胶的微观形貌、孔结构、力学、热学等性能。制备的气凝胶具有很好的弹性性能, 压缩60%后可回复到原长的78%, 经热处理后反弹到原长的94%。气凝胶同时具有较好的保温隔热性能, 常温热导率仅为0.028 W/(m?K)。其接触角达154°, 表现出较好的疏水性能。气凝胶的耐热温度为440℃, 高于此温度将导致甲基氧化分解。气凝胶优良的保温隔热性能和力学性能使其在保温隔热领域中具有广泛的应用前景。     

纳米YSZ热喷涂粉末的制备及其性能

基于纳米涂层的优异性能,研究了纳米YSZ热喷涂粉末的制备工艺。喷雾干燥造粒后,分别用霍尔漏斗法和电子扫描显微镜对团聚体粉末的流动性、松装密度及微观形貌进行了测试与分析。研究发现,固含量越高,粉末的流动性及松装密度性能越好,但过高的固含量反而会影响造粒效果;在固含量一定的情况下,黏结剂含量适中的浆料造粒后团聚体粉末的流动性更好。为了得到性能更好的团聚体粉末,合理的后续处理方法是在电流300A,电压40V条件下进行等离子致密化。     

改进共沉淀法以提高三效催化剂中铈锆复合氧化物的热稳定性

采用共沉淀法制备了铈锆材料(铈锆比为3/2)。通过改进反应器装置(图1), 延长了初始晶粒生长的时间, 提高了铈锆材料的热稳定性。采用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附和透射电镜(TEM)对制备的材料进行了表征。结果表明, 延长初始晶粒生长的时间可以得到较大尺寸的晶粒, 这有利于提高材料的织构和结构性能, 从而提高热稳定性。本研究将该材料应用于单Pd三效催化剂, 表现出了优异的活性和热稳定性, 具有良好的应用前景。