异腈参与的多组分反应制备本征型自修复聚合物

作     者：李宇鹏 

作者单位：江西科技师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：程传杰

授予年度：2018年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

主      题：糠醛 异腈 D-A反应 多组分反应 本征型自修复 

摘      要：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合物。在线性聚合物中引入芳香环的来使其耐热,硬度等性能提升。其中聚合物的修复能力可达90%以上,且含芳香环线型聚合物在最终制备的交联聚合物拉伸强度较高,韧性相对较低,自修复效果较弱为42%,而不含芳香环线型聚合物在D-A反应以后生成的交联聚合物韧性较好,自修复能力相对较好。3.利用Ugi和Passerini反应的特点引入二硫键和D-A共价键,来降低自修复聚合物的修复条件,使其聚合物可以在UV光照下也可以修复。通过原始样品和修复后样品的拉伸应力应变测试,来测试修复性能,其中UV光照虽然使聚合物表面愈合,但力学性能减弱明显修复率可达60%。此外利用上述的思路设计了两种同时含有亲水性片段和可逆D-A共价键的交联聚合物,使其具备了吸水能力和自愈能力。吸水能力分别为49.3%和65.3%。