单环和双环聚苯乙烯的合成与表征

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无论是液态、固态,还是熔融态,环型聚合物都显示出许多独特的物理化学性质。与分子量相当的线型、支化、星型聚合物相比,没有分子链端的环型聚合物具有较小的流体力学体积、低的溶液粘度、较高的耐热性和玻璃化温度,吸引了研究人员的关注。近几年来,虽然开发了不少新的合成途径,但各种方法都存在一定的局限性。在应对成环反应所伴随的扩链反应方面,仍必须采用高稀释条件,由此带来产率低、样品少等问题。此外,合成具有规整结构的环型聚合物仍是高分子科学具有挑战性的课题。因而探索新的环型聚合物制备方法,克服现有合成方法的缺陷,仍是高分子合成领域一项非常重要的课题。  本文基于高分子合成领域的进展和课题组的积累,对环型聚合物的制备路线进行探索,以期研究出更加便捷高效的环型聚合物合成方法。  首先,通过正向和反向原子转移自由基聚合制备了线形α-羧酸-ω-氯聚苯乙烯前驱体,在相转移催化剂的催化作用和高稀释条件下,通过分子内闭环反应制备了环型聚苯乙烯。同时,以ACVA为引发剂合成了线型双端羧酸聚苯乙烯,以1,2-二溴乙烷为小分子偶联剂,利用季铵盐催化剂和界面反应制备了双内酯型环型聚苯乙烯。  其次,利用温度条件下α-氰基-ω-溴聚苯乙烯的溴端基格氏化,制备了高分子格氏试剂。通过较高温度端格氏试剂与分子另一端氰基反应,制备了环型聚苯乙烯内酮,并利用酮基与小分子双端格氏试剂反应制备了哑铃型聚苯乙烯双环。  最后,以α,α-二溴对二甲基苯为引发剂,通过原子转移自由基聚合合成了双端苄溴聚苯乙烯。分别以对苯二甲酸钠和乙二胺为小分子偶联剂剂,运用界面反应进行分子间反应成环制备了环型聚苯乙烯,利用大环分子的反应活性点,分别制备了哑铃形、8字形聚苯乙烯以及双尾型聚苯乙烯。
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