《採用點擊化學的反應擠出過程研究》是依託浙江大學，由姚臻擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：採用點擊化學的反應擠出過程研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：姚臻
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
點擊反應速度快、選擇性高，是精確控制高分子鏈結構的有效方法。現有點擊反應的套用或在溶液中進行以精確控制產物鏈結構；或以本體法生產材料、側重性能、忽略結構控制。本體反應體系粘度高，高分子鏈段運動能力受限，點擊反應進程偏離其本徵動力學，使產物鏈結構的控制變得困難。目前，尚缺乏在無溶劑條件下構建設定結構高分子鏈、進而控制材料聚集態結構及巨觀性能的系統研究。反應擠出集高分子反應及加工為一體，具有無溶劑、環保、易連續化規模生產的特點。本項目擬將反應擠出的短停留時間與點擊反應的快反應速度相結合，開發一種高效過程製備具有定製結構的高分子材料。將首先在稀溶液中考察巰基與環氧官能團的點擊反應本徵動力學，進而研究本體過程中高分子鏈段運動能力及其鏈端官能團間點擊反應過程的相互影響規律。並將點擊反套用於反應擠出過程，結合相形態演變的研究，揭示該過程中產物鏈結構及聚集態結構的調控規律，並闡明其結構與性能的關係。
結題摘要
以二巰基乙酸乙二醇酯和苯基縮水甘油醚作為巰基和環氧模型化合物，採用純鹼性催化劑，得到不同實驗條件下的反應動力學數據，並建立動力學模型，較好地預測巰基-環氧的本體反應動力學。對比各基元反應的速率常數，發現：巰基-環氧反應的控速步驟為巰基官能團與鹼性催化劑反應生成巰基負離子的過程；僅在特定反應體系和反應溫度下，才能簡化成現有文獻中所指的二級反應。 在雙螺桿擠出機中利用巰基與環氧的點擊反應，通過改變反應條件與原料結構和配比，製備了一系列不同結構的線性熱塑性環氧樹脂材料，發現利用巰基-環氧反應可以增大環氧樹脂的分子量，並提高樣品的耐熱性能。通過巰基-環氧反應將柔性鏈引入環氧樹脂體系進行擴鏈反應，還可有效地提高樣品的衝擊強度，使之接近交聯環氧樹脂的水平。 通過聚丙二醇（乙二醇）二縮水甘油醚與二巰基乙酸乙二醇酯的點擊反應，製備了擴鏈柔性環氧樹脂；再與酚醛環氧混合；並利用糠硫醇中巰基與環氧的點擊反應，接入呋喃基團；加入4,4’-雙馬來醯亞胺基二苯甲烷，通過Diels-Alder點擊反應製備不同結構的熱可逆交聯增韌環氧樹脂材料，實現交聯材料的重複加工。利用紅外測試、溶脹溶解性能測試、DSC測試和流變測試證明交聯增韌環氧樹脂的熱可逆性質。並表征了該產物的力學性能及熱穩定性，探究了結構對材料性能的影響。改性後的增韌環氧樹脂較酚醛環氧樹脂交聯體系，抗沖強度最高可提升151%。 結合線性聚雙環戊二烯（LPDCPD）和金屬配位交聯製備了化學可逆的PDCPD基配位聚合物金屬凝膠。首先，合成了完全可溶的LPDCPD；通過逆電子效應的Diels-Alder點擊反應將具有與金屬離子配位能力的3, 6-二吡啶基-1, 2, 4, 5-四嗪單元引入LPDCPD鏈中，製得大分子配體；最後通過大分子配體與金屬離子進行配位反應製備了化學可逆的聚合物金屬凝膠。考察了交聯密度、金屬離子種類、溶劑和聚合物濃度對金屬凝膠性能的影響。最後，通過加入乙二胺作為競爭性配體，實現解交聯反應。分離出的大分子配體可重新與金屬離子配位，形成相應的金屬凝膠。
