氮氧自由基偶合- - 逐步聚合(NRC-SGP)反应机理的研究与应用

批准号:
21274024
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
王国伟
依托单位:
学科分类:
B0109.高分子合成
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
凡小山、黄焜、黄冰、唐婷婷
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中文摘要
新型的逐步聚合反应机理及由逐步聚合合成新型的高性能聚合物一直是高分子化学领域研究的重点内容之一。本项目拟通过设计并合成含氮氧自由基(A)或/和卤素(溴或氯)基团(B)的A2、AB、B2、AB2、A2B型单体,以零价金属或金属盐和含氮配体为催化体系,利用稳定氮氧自由和卤化物原位形成的碳自由基间的高效偶合反应,提出了一种新型的氮氧自由基偶合- - 逐步聚合(NRC-SGP) 反应机理。通过对NRC-SGP反应的条件优化,探索其在线型和超支化结构等聚合物合成中的应用。通过研究NRC-SGP反应生成的动态烷氧基胺键对氮氧调控自由基聚合(NMRP)的可控性、动态烷氧基胺键在分子内/间的可逆交换行为、以及含烷氧基胺键的动态聚合物的热稳定性及力学性能,探索基于烷氧基胺键的新型智能聚合物材料的应用价值。通过对该NRC-SGP反应机理及其在高分子化学中的应用研究,将会对高分子化学及相关领域的发展起着推动作用。
英文摘要
The Step Growth Polymerization (SGP) had been widely studied and used in polymer chemistry and polymer industry in the past decades, however, exploiting a novel SGP mechanism and novel polymers synthesized by SGP is always listed as one of the focus in polymer chemistry. In this project, using zero metal and/or metal salts and ligand as catalyst system, a novel Nitroxide Radical Coupling Step Growth Polymerization (NRC-SGP) mechanism is presented by the coupling reaction between notroxide radical groups (A) and carbon radicals in situ generated from halogen groups (B) on specially designed and synthesized A2, AB, B2, AB2 and A2B type monomers. This NRC-SGP is used for the construction of linear and hyperbranched polymers via the optimization of various of factors. The controlling ability to Notroxide Mediated Radical Polymerization (NMRP) and dynamic reversible radical crossover behaviour of the formed alkoxyamine units on polymer main chain are studied, as well as the thermalstability and mechanical properties of polymers are also considered. As a new kind of intelligent polymers, the applications of polymer materials contained dynamic alkoxyamine units are evaluated. The comprehensive research on the NRC-SGP mechanism and its application in polymer chemistry would play an important role in the development of polymer chemisty and the related fields.
在高分子合成化学领域,新聚合机理、新偶合方法、新单体、新结构聚合物等的开发一直是研究重点和前沿内容。基于这些研究背景,我们课题组在前期的研究中利用稳定氮氧自由基对活性自由基的快速捕捉反应提出了新型的氮氧自由基偶合(NRC)反应。在本项目中,我们进一步将NRC反应应用于逐步聚合机理,提出了新型的氮氧自由基偶合—逐步聚合(NRC-SGP)机理,通过设计并合成了系列含稳定氮氧自由基(A)或/和溴(B)基团的A2、AB、B2、AB2、A2B型单体,对NRC-SGP聚合的条件进行了优化和机理进行了阐释,并合成了系列线形和超支化结构的聚烷氧基胺聚合物。进一步,基于原子转移自由基聚合(ATRP)、NRC和氮氧自由基调控聚合(NMRP)的机理本质,我们使这三种反应同时发生,提出了新型的原子转移氮氧自由基聚合(ATNRP)机理,并利用该聚合分别合成了含烷氧基胺键的超支化、Am型多嵌段和ABA型嵌段等聚合物。基于所合成的含烷氧基胺键聚合物的动态可逆性以及裂解断裂后聚合物的功能化特征,我们详细研究了聚合物的物理性能,初步结果显示这些聚合物可望在新材料领域开发新的应用价值。我们课题的研究进展,进一步丰富了高分子合成方法学,同时也为新材料的应用开发提供了指导,对高分子化学及相关领域的发展起着推动作用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Synthesis and characterization of silica nanoparticles functionalized with multiple TEMPO groups and investigation on their oxidation activity
多个TEMPO基团功能化二氧化硅纳米粒子的合成、表征及其氧化活性研究
DOI:10.1039/c5py01190f
发表时间:2015-10
期刊:Polymer Chemistry
影响因子:4.6
作者:Liu, Yujie;Wang, Xuepu;Song, Wenguang;Wang, Guowei
通讯作者:Wang, Guowei
Synthesis and characterization of amphiphilic triblock Copolymers with Identical compositions but different block sequences
具有相同组成但不同嵌段序列的两亲性三嵌段共聚物的合成和表征
DOI:10.1039/c4ra07084d
发表时间:2014-09
期刊:RSC Advances
影响因子:3.9
作者:Lu, Chengjiao;Chen, Lingdi;Huang, Kun;Wang, Guowei
通讯作者:Wang, Guowei
Synthesis of Thermal Degradable Poly(alkoxyamine) through a Novel Nitroxide Radical Coupling Step Growth Polymerization Mechanism
通过新型硝基氧自由基偶联一步生长聚合机制合成热降解聚烷氧基胺
DOI:10.1021/ma501613x
发表时间:2014-11
期刊:Macromolecules
影响因子:5.5
作者:Wang, Xuepu;Wang, Guowei
通讯作者:Wang, Guowei
Synthesis of thermally cleavable multisegmented polystyrene by an atom transfer nitroxide radical polymerization (ATNRP) mechanism
通过原子转移硝基氧自由基聚合(ATNRP)机理合成热裂解多段聚苯乙烯
DOI:10.1039/c5py01493j
发表时间:2015-11
期刊:Polymer Chemistry
影响因子:4.6
作者:Hang, Cheng;Liu, Chenyan;Wang, Xuepu;Wang, Guowei
通讯作者:Wang, Guowei
DOI:10.1039/c3py00872j
发表时间:2014
期刊:Polymer Chemistry
影响因子:4.6
作者:Guowei Wang;Junlian Huang
通讯作者:Guowei Wang;Junlian Huang
聚烯烃化纳米自组装体的设计、合成及应用研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王国伟
- 依托单位:
活性阴离子聚合诱导自组装技术的研究
- 批准号:21774022
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:王国伟
- 依托单位:
新型大环共轭聚合物的分子设计、合成与性能研究
- 批准号:21574022
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:68.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:王国伟
- 依托单位:
新型的环-线多嵌段“串珠”形共聚物的合成及性能研究
- 批准号:21004011
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:王国伟
- 依托单位:
国内基金
海外基金
