...唐本忠院士: 水参与的新型三键聚合反应制备可后功能化的聚酰胺


聚丙烯酰胺生产车间


印染业污水聚丙烯酰胺实验效果

2017-10-25 14:21 来源:高分子科技

水是一种非常丰富、便宜、可持续的资源,但是由于种种限制,很难作为共聚单体参与聚合反应。例如,在很多缩聚反应中,水是副产物反应体系中水的积累不利于反应平衡的正向移动,因此需要尽快把水从反应体系中除去。水有时也是终止反应的猝灭剂,很多聚合反应需要在严格的无水条件下进行。因此,使用水作为共聚单体制备聚合物是一个非常巨大的挑战。

近期,秦安军教授和唐本忠院士等人在Macromolecules上发表了一篇利用水作为共聚单体,构建聚合物的文章,题为“Facile Polymerization of Water and Triple-Bond Based Monomers toward Functional Polyamides”。文中介绍的以水为共聚单体进行聚合,不仅突破传统限制,而且提供了一条直接、新颖的新反应路线来制备聚酰胺。此外,所得聚酰胺可以容易地后官能化。聚合后修饰(PPM)可以有效地消耗预聚物上的反应性基团,以富集具有相同骨架的聚合物的功能。通过简单的Sonogashira反应和取代反应,可以方便地对聚酰胺进行后修饰。值得一提的是,通过取代反应进行的聚合后修饰甚至不需要纯化聚合物,可以采用“一锅法”进行。因此,该法提供了聚合物后功能化的便利平台,为其应用提供了广阔的前景。浙江大学张洁为第一作者。

图1 水、异腈和溴代炔类单体的聚合方案

图2 PI(聚酰胺)的NMR图谱

A 空气下制备。B 氮气下制备。

图3 PI的红外光谱

A 双异腈单体(1a)。B 双溴代炔类单体(2a)。C PI。

图4模型化合物5的合成路线

图5 PI的红外光谱

图6 13C NMR谱

图7 聚合物固体薄膜的光折射光谱

图8 光致发光光谱(PL谱)

A PI在THF和THF /水混合物中的PL谱。

B 在THF /水混合物中相对PL强度与水含量的关系图。

图9 通过不同反应进行PI后修饰路线

本项工作,在温和条件下首次实现了将水作为单体之一的聚合反应,同时,此类新型聚合反应提供了一条合成聚酰胺的新方法。此外,所得的聚酰胺可通过多种简单的方法进行后修饰,为其功能化提供了广阔的平台。

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.7b01592

来源:材料人网

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