可降解磷酸酯聚合物的合成与应用研究进展_李雄武
第17卷第1期
化 学 研 究V o.l 17 N o .12006年3月CHE M I CAL RESEARC H M ar .2006
收稿日期:2005-11-11.
基金项目:广东省自然科学基金博士科研启动基金资助项目(5300082)和华南师范大学博士启动基金资助项目(670093).
作者简介:李雄武(1982-),男,硕士生,从事有机高分子合成方面的研究.*通讯联系人,E-m ai:l w angz haoyang @t o m.co m.
可降解磷酸酯聚合物的合成与应用研究进展
李雄武,汪朝阳*
,侯晓娜,郑绿茵,赵海军
(华南师范大学化学与环境学院化学系,广东广州510631)摘 要:磷酸酯类聚合物在自然界中可以降解,是环境友好的化学品.其中,分子量高的聚磷酸酯近年来在医药、
塑料助剂等方面有广泛应用,分子量相对较低的磷酸酯类聚合物在饲料、表面活性剂等方面很重要.按用途的不
同,综述了可降解磷酸酯聚合物的合成与应用近况.
关键词:聚磷酸酯;可降解聚合物;药物缓释材料;阻燃剂;表面活性剂;综述
中图分类号:O 634.5文献标识码:A 文章编号:1008-1011(2006)01-0097-04
Advance i n Synt heses and Applications of Degradable
Polyphos phate Ester Poly m ers
L I X iong -w u ,WANG Zhao -yang *
,HOU X iao -na ,Z H E NG Lv -y i n ,Z HAO H a-i jun
(S c h ool of Che m istry and Env i ronm e n t ,Sou t h Ch i na N orma l Un i versit y,Guangzhou 510631,G uangd ong,Ch i na )Abstract :Phosphate ester po ly m ers are degradable i n nat u re ,and env ironm en-t friend l y .Phosphate es -
ter poly m ers w ith h i g her mo lecular w e i g ht have been ex tensi v e l y applied in vari o us fields incl u di n g
m edic i n e and p lastics aux iliary ,and the lo w er m olecular w e i g ht ones are ver y i m portant in fields such
as feedstuff and surfactan.t A cco r d i n g to different pur poses o f phosphate ester poly m ers ,the recent
pr ogresses on the ir syntheses and applications are rev ie w ed in th is paper .
Keywords :po lyphosphate ester ;deg radab le po l y m er ;drug con tro lled re l e ase m ateria;l fla m e -retar dan;t
surfactan;t revie w
目前,随着环境保护呼声的日渐高涨,各种化学物质的可降解性日益受到人们的关注,如聚乳酸类生物
降解材料[1,2],聚磷酸酯生物降解材料等.其中,聚磷酸酯作为一类重要的可生物降解高分子材料,已经在药
物缓释材料[3]、塑料助剂[4]等方面引起了关注.磷酸酯类聚合物不仅可以作为高分子材料应用于药物缓释、阻燃剂等领域,还可以作为阴离子表面活性剂、饲料添加剂、造影剂、原油破乳剂、缓蚀剂等应用于渔业、石油、水处理等行业.鉴于此,作者根据用途的不同,对近年来可降解磷酸酯聚合物在各个领域的合成与应用情况进行了综述.
1 药物缓释材料类聚磷酸酯
聚磷酸酯的主链骨架类似于核酸和磷壁质酸,生物相容性好,主链上的磷酸键能在生理条件下降解,而且其结构可变性高,有利于对其进行结构修饰及功能化,因此近年来关于聚磷酸酯类生物降解高分子材料作为药物缓释材料的合成与应用异常活跃.从方法上看,药物缓释材料类聚磷酸酯的合成,大致可以分为开环聚合法和溶液缩聚法[3].
98化学研究2006年
1.1开环聚合合成聚磷酸酯
开环聚合法涉及单体1的开环聚合、氯化、取代等步骤(式1),其中R为含有苯甲酸、苯胺、苯酚、硫酚、咪唑、腺嘌呤等活泼氢的化合物或药物.这种基体通过侧基与药物相连的给药体系,比普通体系释药时间延长了一倍,并且脂肪族侧链的聚合物释药时间一般较芳香族侧链聚合物短[3].
含磷环状单体的开环聚合也可以制备交联型聚磷酸酯.例如,五员环单体2开环聚合、氯代后水解,获得了一种交联型聚磷酸酯(式2),并能以压片的方式应用于左旋-18-甲基炔诺酮的药物缓释[3].
聚乳酸类高分子也是安全性、生物相容性好的医用材料,广泛应用为药物释放载体、手术缝合线、体内植入材料、支撑材料、医用敷料、组织工程材料等[1,2].因此,卓仁禧利用丙交酯3与1共聚,进行了将聚乳酸和聚磷酸酯的结构单元引入同一聚合物的尝试(式3)[5].
最近,他们又成功地将猪胰腺脂肪酶固定在多孔渗水的硅胶粒上,并顺利地应用
于环状单体4的开环均聚,为解决以往因金属催化剂的残留给材料带来潜在毒性的
问题提供了一种新的方法[6].
1.2缩聚反应合成聚磷酸酯
使用磷酰二氯,如二氯磷酸乙酯、二氯膦甲酸乙酯、二氯膦乙酸乙酯,与双酚类等含活泼氢的化合物进行缩聚,可以合成各种聚磷酸酯缓释材料[3].例如,双酚A与二氯磷酸苯酯通过界面聚合得到聚二氯磷酸苯酯-双酚A,N arendran等还对其水降解进行了研究[7].丙二醇引发D,L-丙交酯3预聚,再由二氯磷酸乙酯扩链,可以得到的聚磷酸酯5,它比聚乳酸的亲水性强,而且更易降解[8].不足的是,由于D,L-丙交酯3是D, L-乳酸二聚形成的,因此该方法合成聚磷酸酯类的路线较长.
2阻燃剂类聚磷酸酯
作为高聚物的添加型阻燃剂,聚磷酸酯以其独特的化学组合和机械性能,在高分子聚合物中显示出良好的热稳定性,以及超常的阻燃性能,因此受到广泛的重视和普遍的应用.由于对分子量的要求并非特别高,阻燃剂类聚磷酸酯经常通过缩聚反应制备[4].
第1期李雄武等:可降解磷酸酯聚合物的合成与应用研究进展99
含有酚酞结构的聚合物具有通过加速焦化而促进熄灭和抑制生烟的作用,如果以二氯磷酸乙酯先合成化合物6(m=0,2,4,6,8),再与酚酞缩聚,可得到阻燃性能良好的聚磷酸酯,甚至还具有介晶性[9].
不用二氯磷酸酯缩聚,以三氯氧磷、对苯二酚和苯酚为原料,可合成芳香族聚磷酸酯7(式4),将其应用于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、高冲击强度聚苯乙烯、聚丙烯(PP)等塑料中,阻燃性能优良[4].如果采用微波加热法,可以使该类磷酸酯的合成时间由十几甚至数十小时的聚合时间大大缩短,例如三氯氧磷与双酚A 的反应,10m i n即可得到比较满意的结果[10].
以氯化螺环磷酸酯8和双酚A为原料,乙腈为溶剂,三乙胺为缚
酸剂和催化剂,可得到螺环磷酸酯-双酚A共聚物,其对聚丙烯有较好
的阻燃效果[11].以磷酸、季戊四醇、三聚氰酸为原料,则可得到笼状磷
酸酯三聚氰铵盐阻燃剂,它将酸源、炭源、气源集中于一个分子中,更有
利于磷、氮的协效作用.将该阻燃剂应用于聚乙烯,有良好的阻燃效
果[12].如果用P2O5代替磷酸,其与双季戊四醇、三聚氰酸共聚,也可获得该类聚磷酸酯高效阻燃剂,对PP有较好的阻燃效果[13].美中不足的是,由于它们都是固体,反应体系粘度很高,反应条件较苛刻.
3表面活性剂类磷酸酯聚合物
磷酰化试剂(如PC l3,POC l3,磷酸,焦磷酸,P2O5)与含有羟基的聚合物(如聚乙二醇,脂肪醇聚乙烯醚,烷基酚聚乙烯醚)酯化,可以得到表面活性剂类磷酸酯聚合物,它们是近来发展较快的一种功能优良的新型阴离子表面活性剂,广泛用于乳液聚合乳化剂,化妆品乳化剂、抗静电剂、防锈剂、润滑剂、消泡剂、洗涤剂和腐蚀抑制剂等.例如,单油酸聚乙二醇酯与P2O5反应,可生成单油酸聚乙二醇磷酸酯,它具有比其它阴离子表面活性剂及非离子表面活性剂更好的乳化性能和低的泡沫,对人体皮肤无刺激性[14].不以油酸作为封端基,直接以聚乙二醇4000与P2O5酯化,也能合成聚乙二醇磷酸酯[15].类似地,以各种脂肪醇聚氧乙烯醚为起始原料,五氧化二磷为磷化剂,经直接酯化、水解,也可得到表面活性剂类[16].如果以聚醚改性聚硅氧烷和P2O5为主要原料,通过酯化和水解反应,能制备新型的含聚硅氧烷结构的磷酸酯聚合物阴离子表面活性剂[17].
4其他用途的磷酸酯聚合物
三聚偏磷酸钠与维生素C反应,可得维生素C三聚磷酸酯(A s TP),它是一种新型的稳定性维生素C 源.作为饲料添加剂,AsTP在饲料加工和贮存过程中,对空气、热、水、酸、碱、酶等均有良好的稳定性,解决了以往维生素C源易氧化失效,或成本高、不易生产等难题.A s TP不仅对水产养殖等饲料行业很重要,而且还可应用于食品、化妆品、医疗等行业[18].类似地,如果使用六偏磷酸钠与Vc在水介质中反应,可以合成Vc多聚磷酸酯[19].
使用含有稳定氮氧自由基的特殊磷酰氯)))二氯磷酸-O-(1-氧-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)酯10,分别与各种二醇(如四甘醇11),可以制得含有稳定氮氧自由基的聚磷酸酯(12)(式5),它们具有比稳定氮氧自由基4-羟基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶-1-氧9更高的驰豫性能,更有利于对动物的肿瘤组织进行显影,更容易获得清晰的影像[20].
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此外,含有磷酸酯结构的聚合物还有许多其他用途.例如,分子线型七嵌段共聚物聚乙烯聚氧丙烯醚磷酸酯,在石油开采中可作高效的原油破乳剂使用[21];多元醇聚磷酸酯,可以作为海水等介质的缓蚀剂组分之一,应用于金属腐蚀的防护和水处理行业[22].
总之,由于聚磷酸酯中P-O键可以降解,使其可以作为一种重要的、安全环保的可降解化学品应用于药物缓释、维生素C源等多个领域.甚至这种聚磷酸衍生物主链上P-O键易于降解的性质,可使聚磷酸钙作为环境可降解材料,开发成聚磷酸钙可降解纤维[23].
聚磷酸酯作为阻燃剂,分子量较低时会影响材料的耐候性,也是因为其降解性.但从环境保护的思路看,这实际上是聚磷酸酯等聚磷酸衍生物作为阻燃剂的优点,它有利于材料完成其使命后尽快地降解处理.
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JFC磷酸酯的合成和应用
印染前处理新宠 脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE及其磺酸盐FMES 脂肪酸甲酯的乙氧基化物（FMEE）是近年新兴的非离子表面活性剂，具有无与伦比的低泡、乳化、分散、净洗功能，在国外已得到了广泛的应用，在纺织领域尤其是织物的精练前处理工艺更是得到了成功的应用。 FMEE是18碳的脂肪酸甲酯接上不同EO数目的环氧乙烷，因为脂肪酸甲酯具有与油脂和蜡质相类似的酯基分子结构，根据相似相溶的机理，脂肪酸甲酯乙氧基化物在各种表面活性剂中是最优秀的除油、除蜡产品，根据美国洗涤协会Tom Senwelo博士发表在《国际洗涤标准专刊》上的文章，脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE的去油能力是脂肪醇聚氧乙烯醚1.5倍，是三乙醇胺油酸皂的2.5倍。在除蜡方面， FMEE的除蜡能力是脂肪醇聚氧乙烯醚1.6倍，是三乙醇胺油酸皂的1.4倍。 FMEE具有以下特点： 1，分子式中具有酯基，类似于油脂和蜡质结构，根据相似相溶的原理，对油脂、矿物油和石蜡有极强的溶解和去除能力。 2，浊点在大于100℃，由于非离子的表面活性剂在浊点附近的温度具有最佳的使用性能，浊点 附近具有最低的泡沫性能和最高的净洗能力。FMEE可直接使用于高温工艺条件。 3，具有较强的分散性能，能将油、蜡、污垢等分散在工作液中，防止反沾污，因此也适用于低温条件下除油与除蜡，弥补低温导致工作液分散力下降。 FMEE在印染领域中的应用： 1，针织物的精练剂 目前针织前处理常用的是AEO系列，AEO很大的缺陷是分散性能差，在小浴比的工作液中由于油污等杂质的反沾污导致精练效果变差，毛效不均匀等缺陷，而FMEE具有极佳的除油性能同时，亦有低泡、良好的分散性，特别适用于针织物的间歇式前处理工艺，净洗效果明显好于脂肪醇醚系列。 2，化纤的低温除油剂 由于FMEE具有极佳的分散净洗性能，因此低温条件亦有优异的除油性能，适用于涤纶、氨纶等化纤织物的低温\常温除油，并可实现不排液直接染色的工艺。 3，棉纤维的除蜡剂 随着棉花价格高居不下，纱线及其所用浆料的质量则越来越差，导致坯布出现棉蜡去除不净等问题，FMEE对棉蜡去除彻底，可以用作织物除蜡剂，可有效杜绝布面蜡丝与蜡斑。 与所有非离子产品一样，FMEE耐碱性较差，为了提高其耐碱性能，将FMEE磺酸化，得到其
发光性液晶共轭聚合物的研究进展[1]
发光性液晶共轭聚合物的研究进展 王国杰 李 敏3 陈欣方 (吉林大学材料科学系 长春 130023) 摘 要 综述了可用做发光材料的液晶共轭聚合物(LCCPs)的种类及其制备,介绍了LCCPs在制备发光器件中的取向方法,并对其光学性能进行了评述。 关键词 液晶聚合物 共轭聚合物 发光 Abstract The development of liquid crystalline conjugated polymers(LCCPs)used as light emitting materials is reviewed.The synthesis and properties of electroluminescent LCCPs,and various techniques for orienting LCCPs are presented. K ey w ords Liquid crystalline polymers,C onjugated polymers,Luminescence 1990年Burroughes等[1]在Nature上首次报道了聚合物半导体聚苯撑乙烯(PPV)的电致发光性。随后在1991年得到了Heeger等的进一步确证[2],从此,发光聚合物的研究在世界范围内广泛开展起来。相对于无机和有机小分子发光材料,共轭聚合物发光材料具有以下特点[3]:有良好的成膜性及加工性、可通过旋涂、浇铸等方法制成大面积薄膜;共轭聚合物有优良的粘附性、机械强度及稳定性;其电子结构、发光颜色等通过化学结构的改变和修饰可进行调节;虽然,聚合物自身的电导率很低,但作发光层的膜非常薄(100nm),因此即使驱动电压很低,加在聚合物膜上的电场强度仍足以产生器件发光所需要的电流密度,从而消除了掺杂带来的结构不稳定性。 液晶共轭聚合物(LCCP)是近几年发展起来的一类新型的功能高分子[4～14],它兼有液晶聚合物和共轭聚合物的双重特性,集液晶性和发光性于一身。与各向同性发光聚合物相比,LCCP具有独特的长程有序性、光学各向异性。因而,可用于制备具有偏振发光性和发光视角可控的新型发光器件,并且其分子排列的各向异性可导致材料电荷传输的各向异性。具有取向的发光聚合物发射的偏振光用做液晶显示(LC D)的背照明,可明显提高LC D的亮度、对比度、发光效率和视角等。LCCP 在信息显示方面的应用前景和可观的实用价值,已经引起了科学界和工业界极大兴趣。本文将综述这一类新型功能高分子的研究进展。 1 液晶共轭聚合物的合成与性质 按照聚合物主链的不同,目前文献报道的液晶共轭聚合物可分为聚苯撑乙烯型、聚苯型、聚噻吩型、共聚噻吩型等四类。图1给出了文献报道的液晶共轭聚合物的分子结构。 1.1 聚苯撑乙烯型 二卤代苯与二烯苯通过Heck偶合反应可制备2,52二烷氧基聚苯撑乙烯[4](图1a)。反式聚苯撑乙烯衍生物主链刚硬,侧链烷氧基柔韧,因而,在一定条件下呈现出向列液晶相。此类LCCP的 王国杰 男,28岁,博士,从事高分子化学与物理研究。 3联系人 国家自然科学基金资助项目(29974013) 2000201209收稿,2000205230修回
聚噻吩类导电聚合物的研究进展
聚噻吩类导电聚合物的研究进展 姓名：丁泽 班级：材化12-3 学号：1209020302
摘要 π-共轭聚合物被认为是很有发展前景的材料，因为它拥有独特的光电特性，可以被广泛的应用于太阳能电池（PSCs），电致变色器件，传感器，聚合物发光二极管（PLEDs）等各种领域。这些电活性与光活性聚合物通常是基于噻吩，吡咯，苯，芴或咔唑等芳环、芳杂环等单元的聚合物。在大量的电致变色材料中，噻吩类聚合物由于它们的高电子导电性和好的氧化还原特性，以及在可见与红外区域，快的响应时间，显著地稳定性和高的对比率而成为一类重要的电致变色共轭聚合物。更重要的是，通过聚合物链结构改动，噻吩类聚合物拥有容易的禁带可调性，可展示不同的电致变色特性。 关键词：π-共轭聚合物；电化学聚合；共聚；导电聚合物；
一、导电聚合物简介 1.1导电聚合物的分类 导电高分子材料包括结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类型。 复合型导电高分子材料是将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺（如分散聚合、层积复合、形成表面电膜等）填充到聚合物基体中而构成的。该类材料通常是填充高效导电粒子或导电纤维，较普及的是炭黑填充型和金属填充型。复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势。 结构型（又称作本征型）导电聚合物是指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后具有导电性的聚合物材料。这种高分子材料本身具有“固有”的导电性，由其结构提供载流子，一经掺杂，电导率可大幅度提高，甚至可达到金属的导电水平。如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯硫醚、聚对苯撑等均属于结构型导电高分子材料（如图1-1）[1]。结构型导电聚合物是目前导电聚合物研究领域的重点。
磷酸酯的性质与用途
磷酸酯 磷酸酯类性质 磷酸酯是一种兼阻燃、增塑效果为一体的阻燃增塑剂，较其它的磷酸酯及溴系增塑剂具有无味、耐光辐射、防霉、相溶而不易喷出，增塑性能好，阻燃效果优异等特性。磷酸酯与聚氯乙烯等树脂有良好的相容性，特别是阻燃性能好，但有毒。芳香族磷酸酯的低温性能较差，而脂肪族磷酸酯的低温性能较好，但热稳定性较差，耐抽出性不如芳香族磷酸酯。其主要品种有磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三辛酯(TOP)、磷酸二苯一辛酯(DPOP)等。 磷酸酯是一种淡黄色或无色液体，高闪点、无毒、无味、防霉、耐低温、耐光辐射，用良好的相溶性、增塑性、阻燃性。磷酸酯及卤化磷酸酯在增塑剂、阻燃剂中占有重要地位,是合成材料加工助剂中主要类别之一,广泛应用于塑料、合成橡胶、合成纤维、木材、纸张、涂料等领域中。 磷酸酯类用途 磷酸酯主要用作聚氯乙烯树脂及各种塑料、合成橡胶、高分子材料的阻燃增塑剂。磷酸酯类塑料加工助剂与聚氯乙烯、醋酸及硝基纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯等聚烯烃树脂、合成橡胶等具有良好的相容性,是具有优良的增塑、阻燃、耐磨、抗菌等多功能的加工助剂。含卤磷酸酯一般作为阻燃剂使用,而芳香族磷酸酯、脂肪族磷酸酯或芳香脂肪族磷酸酯则作为阻燃增塑剂使用。 用作阻燃剂的作用：磷系阻燃剂的阻燃作用在于阻碍向火焰供给燃料，降低聚合物裂解速度和催化聚合物的交联反应，这样就促使聚合物的碳化，增加燃烧残余物的量。当磷系阻燃剂与一定的氮化合物共同使用时，阻燃效力比两种阻燃剂单独使用时效力之和还大，这就是所谓磷－氮协同效应。 用作增塑剂的作用：磷酸酯突出的特点是良好的阻燃性和抗菌性，特别是单独使用时效果更佳。另外，磷酸酯类增塑剂挥发性较低，抗抽出性也优于邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯，多数磷酸酯都有耐菌性和耐侯性。但这类增塑剂的主要缺点是价格较贵，耐寒性较差，大多数磷酸酯类的毒性较大，特别是磷酸三甲苯酯（TCP）不能用于和食品接触的场合。磷酸二苯辛酯是允许用于食品包装的唯一磷酸酯。含卤磷酯几乎全部作为阻燃剂使用。 表面活性剂的作用和种类：磷酸酯类表面活性剂是含磷表面活性剂的代表，是一种性能优良、应用广泛的表面活性剂。具有优良的润湿、洗净、增溶、乳化、抗静电和缓蚀防锈等特性，且易生物降解，刺激性比较低，热稳定性、耐碱、耐电解质和抗静电性均优于一般阴离子表面活性剂，广泛用于化纤、纺织、塑料、造纸、皮革和日用化学品等领域。目前，磷酸酯表面活性剂的研究方向基本分为两大类：①合成研究；②新功能的开发和应用。 磷酸酯类表面活性剂的主要品种：有烷基(芳基)磷酸酯(盐)、脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基醇酰胺磷酸酯(盐)、咪唑啉类磷酸酯(盐)、高分子聚磷酸酯(盐)以及硅氧烷磷酸酯等。它们的性质不同，应用范围各有侧重。 合成磷酸酯表面活性剂需要亲油、亲水两部分原料。亲油性原料主要有：脂肪醇(ROH)、脂肪醇聚氧乙烯醚(RO(C2H40) H)、烷醇酰胺(RCONHCH2CH2OH)、烷醇酰胺聚氧乙烯醚(RCONH(C2H40) H)、脂肪胺聚氧乙烯醚、油脂和脂肪酸酯类等6大类；磷酸化试剂有：五氧化二磷(P2O5)、焦磷酸(}{3P2o7)、三氯化磷(PC1 )、三氯氧磷(POC13)和磷酸(H3PO4)等。具体用途： 1、磷酸酯可用于生产国家煤炭部、化工部相关标准要求的一般难燃输送带，阻燃钢丝绳芯输送带、阻燃钢缆输送带，阻燃整芯PVC及PVG输送带。而制作出的PVC输送带表面无异物喷出，易于生产PVG输送带。
液晶聚合物增韧热固性树脂
液晶聚合物增韧热固性树脂 摘要：简要介绍液晶聚合物的基本概念，综述了近年来液晶聚合物的研究进展。由于现有的热固性树脂增韧方法存在种种缺陷，热致型液晶正取代橡胶性体、热塑性塑料等成为新一类热固性树脂增韧剂，与其它方法相比，该法增韧果好，改性体系衬热性、模量高。从液晶聚合物增韧、液晶单体/低聚物增韧、液晶固化剂增韧三个方面综述了现阶段热致型液晶增韧热固性树脂的研究进展。 关键词：液晶聚合物，增韧，热致型液晶，液晶单体/低聚物，液晶固化剂 1.液晶聚合物 1.1液晶聚合物的分类及性能 液晶聚合物是一种兼有固体和液体部分性质的过渡中间态---液晶态，其分子排列介于理想的液体和晶体之间，呈一维或二维的远程有序----分子排列在位置上显示无序性，但在分子取向上任有一定程度的有序性，表现出良好的各向异性。 根据分子排列有序性不同，大致可分为向列型（nematic）、近晶型（sematic）和胆甾型（cholesteric）三种类型。按液晶的形成条件又可分为溶致性、热致性和压敏性液晶。 液晶聚合物材料具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率以及良好的介电性和耐化学腐蚀性等一系列优异的综合性能。在电子电器、航空航天、光纤通讯、汽车工业、机械制造和化学工业等领域具有广阔的应用前景[1]。 1.2国内外液晶高分子聚合物的研究进展 1972年美国Du Pont公司研究成功的Kevlar系列溶致液晶纤维标志着合成高分子液晶开始走向市场,并引起人们广泛的兴趣。1984年Darto和Manufacturing 公司开发聚芳酯热致LCP并首次实现了热致LCP的工业化。 英国ICI公司的VICTRES-SRP LCP已经有4个品种投入生产,新一种拉伸强度高达200 MPa,悬臂缺口冲击强度为130 J/m2的新品种[2]。德国BASF公司的ULTRAX已经研制出三种基本新品种,其中两种是耐高温的特种工程塑料.另外,德国Hoechst公司将新型Vectra LCP作为热塑性工程塑料在世界X围内推广,目前投放市场的有30余种商品级及专用级产品[3]。 周其凤等[4]从分子设计的角度提出了“含二维液晶基元的液晶高分子”概念,并合成了一系列T型、X型二维液晶基元的液晶高分子.这类液晶高分子材料有别于一维液晶基元的液晶高分子材料,经过精心的分子设计,比如将二维液晶基元的其中一维方向的结构部分固定于分子主链之中而构成主链的结构成分,而使另一维方向上的结构部分作为侧基,因而可望制得力学各向异性较弱的高强度、高
凝胶的应用与研究进展
凝胶的应用与研究进展 班级：应用化学10-2 姓名：陈某某学号：1011####### 摘要：凝胶是一类具有广泛应用前景的高分子材料，本文主要叙述了智能纳米水凝胶的应用研究进展、等离子体在制备碳凝胶材料研究方面的应用及研究进展、气凝胶研究领域取得新进展的应用及研究进展，简要介绍了水凝胶在国内外研究状况，并对其发展趋势作了展望。 关键词：凝胶；气凝胶；应用；进展 一、智能纳米水凝胶的应用研究进展 智能纳米水凝胶最早报道于上世纪八十年代初，当时未受到特别的重视。近十年来随着纳米科技、生物医学和智能材料的发展，智能纳米水凝胶显示出了诱人的应用前景，因此受到国内外的高度关注。 水凝胶是一类具有亲水基团，能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结构的聚合物。它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。它能够感知外界刺激的微小变化，如温度、pH值、离子强度、电场、磁场等，并能够对刺激发生敏感性的响应，常通过体积的溶胀或收缩来实现。水凝胶的这一特点使它在生物医学领域、记忆元件开关、生物酶的固定、农业中的保水抗旱等方面有广泛的应用前景。 智能纳米水凝胶还有如下特点：（1）能分散在水介质中，形成稳定的胶体体系；（2）内部具有交联结构，稳定性比其它聚合物纳米粒子如聚合物胶束等的稳定性要高；（3）比表面积大，表面的功能基团可偶联有特定作用的组分；（4）含水量高，类似于生物组织，具有良好的生物相容性；（5）与其它纳米粒子一样，容易越过生物屏障；（6）由于智能水凝胶对外界刺激产生响应的速度与其尺寸大小成反比，因而智能纳米水凝胶对外界刺激产生响应的速度非常快。
气凝胶研究现状
气凝胶 1、简介 气凝胶，英文aerogel又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。 按其组分，可分为单组分气凝胶，如SiO2，Al2O3，TiO2，炭气凝胶（有机气凝胶炭化后得到）等；多组分气凝胶，如SiO2/Al2O3，SiO2/TiO2等。最典型的研究最多的气凝胶是单组份的SiO2气凝胶和炭气凝胶（有机气凝胶）。 气凝胶，英文aerogel又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。如下图所示。 图1气凝胶 按其组分，可分为单组分气凝胶，如SiO2，Al2O3，TiO2，炭气凝胶（有机气凝胶炭化后得到）等；多组分气凝胶，如SiO2/Al2O3，SiO2/TiO2等。最典型的研究最多的气凝胶是单组份的SiO2气凝胶和炭气凝胶（有机气凝胶）。 2、气凝胶的特点 (1)孔隙率很高，可高达99.8%；科学家们表示，因为它有数百万小孔和皱摺，所以如果把1立方厘米的气凝胶拆开，它会填满一个有足球场那么大的地方。它的小孔不仅能像一块海绵一样吸附污染物，还能充当气穴。研究人员认为，一些形式的由铂金制成的气凝胶能用于加速水解及氢的产生。这样的话，气凝胶就能用来生产以氢为基础的燃料。
(2)纳米级别孔洞(~20nm)和三维纳米骨架颗粒(2~5nm)； (3) 高比表面积，可高达1000m2/g； (4) 低密度，可低至0.003g/cm3。 (5) 气凝胶独特的结构决定了其具有极低的热导率，常温下可以低至0.013W/(m·K)，比空气的导热系数还低。下图为不同材料的导热系数对比图。 图2 气凝胶与传统材料导热系数对比图 (6) 强度低，脆性大，由于其比表面积和孔隙率很大，密度很低，导致其强度很低。如SiO2气凝胶杨氏模量不到10MPa，抗拉强度只有16KPa，断裂韧度只有0.8kPa·m1/2)孔隙率很高，可高达99.8%；科学家们表示，因为它有数百万小孔和皱摺，所以如果把1立方厘米的气凝胶拆开，它会填满一个有足球场那么大的地方。它的小孔不仅能像一块海绵一样吸附污染物，还能充当气穴。研究人员认为，一些形式的由铂金制成的气凝胶能用于加速水解及氢的产生。这样的话，气凝胶就能用来生产以氢为基础的燃料。 3、气凝胶应用
有机导电聚合物研究进展a
有机导电聚合物研究进展 1 导电聚合物 各种人造聚合物俗称为塑料或化纤，天然聚合物主要有蛋白质和树脂等。上述有机固体通常是绝缘体，而增强它们的电导率是一个非常吸引人的研究领域。因为这类材料成本低廉、重量轻，更重要的是，可以把聚合物的可塑以及柔韧等优良机械特性与通常只有金属才具备的高电导特性结合在一起，从而将应用范围大大拓宽。 1977年，白川英树在一次聚乙炔合成的实验中，意外地加入了过多的催化剂(齐格勒—纳塔催化剂，以1963年诺贝尔化学奖得主Ziegler 和Natta命名，其作用是定向催化——用于严格控制聚合物的空间结构)。不料，在反应器中生成了一种光亮的反式聚乙炔薄膜。如果将薄膜暴露于卤族Br2或I2蒸汽，生成物的电导率可以提高1012倍[1]，从此有机物不能导电的观念被打破。 2000 年度诺贝尔化学奖授予了三位致力于导电聚合物研究的科学家，他们是美国物理学家艾伦·黑格（Alan Heeger）、化学家艾伦·麦克迪尔米德（Alan MacDiarmid ）和日本化学家白川英树（Hideki Shirakawa ）。这是对导电聚合物研究的充分肯定。 导电聚合物根据材料的组成可以分成复合型导电聚合物材料和本征型导电聚合物材料两大类[2－4]。复合型导电聚合物材料是由普通高分子结构材料与金属或碳等导电材料，通过分散、层合、梯度复合、表面镀层等复合方式构成。其导电作用主要通过其中的导电材料来完成。本征型导电聚合物材料也被称为结构型导电聚合物材料，其高分子本身具备一定的导电能力，这种导电聚合物如果按其结构特征和导电机理还可以进一步分成：载流子为自由电子的电子导电型聚合物和载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电型聚合物。 在电子导电聚合物的导电过程中，载流子在电场的作用下能够在聚合物内定向移动形成电流。电子导电聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共轭π电子体系，给自由电子提供了离域迁移条件，故又称为共轭聚合物。作为有机材料，聚合物是以分子形态存在的，其电子多为定域电子或具有有限离域能力的电子。π电子虽然具有离域能力，但它并不是自由电子。当有机化合物具有共轭结
异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成与应用
异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成及应用 渗透剂在纺织工业中是一种能使液体迅速均匀渗透到纤维部的表面活性剂，应用于染整加工工序中，用途十分广泛。棉纺织品的前处理多数是湿加工，要使处理液能均匀、快速地分布或作用于织物部，渗透剂是必不可少的助剂。前处理的工作液大多是在强碱浴中进行的，这就要求所用的渗透剂在强碱浴中仍能保持良好的润湿渗透性，要达到能耐强碱200g/L仍保持高效渗透的性能，普通的渗透剂JFC已不能满足要求，必须寻求另外的耐强碱渗透剂。磷酸酯具有较好的渗透性和耐碱性[1-4]，文献[3-4]报道了辛醇磷酸酯的合成，但异辛醇聚氧乙烯醚磷酸 酯盐的合成及应用方面的文献报道较少。作者以异辛醇聚氧乙烯醚和P 2O 5 为原 料，通过考察反应温度、投料比、时间、P 2O 5 投料方式等影响因素得到合成异辛 醇聚氧乙烯醚磷酸酯的优化工艺条件。测试了异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯产品的单、双酯比例，结果表明：当合成的磷酸酯产品中的单酯含量较高时，产品的耐碱渗透性最好。 1. 实验部分 1.1 仪器与原料 ZD-2型电位滴定计； JTY-10电子天平；Datacolor测色仪；JB90-S数字显示转速电动搅拌机；WMZK-01温度指示控制仪；秒表；标准帆布。 C 8H 17 (EO) 4 OH； NaOH；P 2 O 5 ；以上原料均为工业品。 1.2 合成原理1. 2.1 合成原理 P 2O 5 与含羟基的物料发生磷酸酯化反应，形成磷酸单酯（MAP）、磷酸双酯（DAP）、 少量磷酸三酯和游离磷酸（AP）的混合物，以ROH代表羟基物料，反应式如下：
聚酯在一定条件下可以水解为相应的单酯，单酯盐含有两个亲水基（活性基团），双酯盐含有一个亲水基团，故单酯盐比双酯盐的渗透性更有效，实际上使用的都 是混合酯类。P 2O 5 是最常用的一种磷酸化试剂，它与C 8 H 17 (EO) 4 OH进行酯化反应 可生成单酯、双酯和三酯的混合物。投料比n(C 8H 17 (EO) 4 OH):n(P 2 O 5 )在2:1与4:1 之间，当配比在2:1时单酯多，配比在4:1时双酯多。为了使合成的产品中有更 多的单酯，本研究采用投料比n(C 8H 17 (EO) 4 OH):n(P 2 O 5 )=2:1。 1.2.2 异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成工艺 向装有温度计及温控装置、搅拌器的三口烧瓶投入称量好的异辛醇聚氧乙烯醚， 在高速搅拌的情况下分批缓慢的加入P 2O 5 ，加料时间为2h，加完P 2 O 5 后，再缓慢 升温到70℃，保温并连续反应4h后，加入定量的水再水解2h，完成磷酸酯的合成，取样，测酸值。降温到50℃以下，根据测得的酸值结果，在50-70℃用烧碱溶液中和磷酸酯到PH=6～9，有效物含量的质量分数为60%，保温反应一段时间即得到产品。 1.3 性能测试 1.3.1 磷酸酯单双酯含量的测定[5] 采用电位滴定法，主要是利用磷酸的三步离解常数不同，其中和滴定曲线中有明显的三次突跃。 安装好电极，调节零点。用磷酸二氢钾缓冲溶液校正仪器，洗净电极。称取0.2g 酸性磷酸酯样品于100mL烧杯中，以30mL甲醇水溶液（质量分数为50%）溶解试样，加入甲基红指示剂3～5滴，放入电极及磁力搅拌棒，开动磁力搅拌器，用0.1mol/LKOH标准溶液滴定测量，并记录KOH标准溶液消耗数及相应的PH。在PH为5.5～6.5时有第一次突跃，此时样品溶液颜色由红色变为黄色，KOH标
合成磷酸酯的应用进展
合成磷酸酯的应用进展 关键词： 合成磷酸酯的应用进展１引言 合成磷酸酯的分子结构可根据不同用途和要求进行分子设计，使合成磷酸酯呈现出结构、性能多样化的特点，能有效弥补天然磷脂在某些性能方面的不足，两者结合使用可达到完美的应用效果。通常合成磷酸酯与天然磷脂一样，具有优良的润湿性、洗净性、增溶性、乳化分散性、抗静电性，耐酸碱性好，耐温范围广，优于一般阴离子表面活性剂的耐电解质、耐硬水性和耐电离性，易生物降解性，较低的刺激性，广泛应用于纺织、印染、塑料、造纸、皮革和日用化学品等工业领域。它们因结构的差异，性质不同，应用范围各有侧重，常被用于制备洗涤剂、乳化剂、渗透剂、抗静电剂、阻燃剂、消泡剂、加脂剂、增塑剂、冶金萃取剂等助剂。作为皮革化工助剂，我们主要利用它优良的乳化分散性、润湿性、耐电解质、耐硬水以及良好的配伍性、抗静电性、阻燃性、易生物降解性等。 ２合成磷酸酯的应用 ２﹒１合成磷酸酯作为皮革加脂剂组分 由于具有与天然磷脂一样的两亲结构，合成磷酸酯具有广泛抗酸、碱、盐的能力，作为皮革加脂剂与铬鞣剂或铬复鞣剂同浴使用，可促进皮革对铬盐的吸收，它所含的磷酸根能与革中的铬发生络合，具永久加脂效果，适用于各种耐洗革以及对雾化值要求较高的皮革的生产。加脂后成革丰满性、弹性、丝光感强，并具一定的疏水性能，用天然磷脂与之复配可弥补其柔软度、滋润感、蜡感不足的缺陷。
通常采用长链脂肪醇或脂肪醇醚、含羟基的天然油脂如蓖麻油、菜籽油、葵花籽油、棉籽油、鱼油和羊毛脂等合成磷酸酯加脂剂。在磷酸化反应之前，对长链脂肪醇或脂肪醇醚、含羟基的天然油脂进行适当的改性处理，如酯交换反应、酰胺化反应、磺化反应、季铵化反应、硫酸化反应、卤化反应及醚化反应等，合理地引入更多的活性基团或暴露更多的活性基团，再进行磷酸化反应，有效地优化组合，使合成的磷酸酯具有最优化的加脂性能。 有的直接用合成磷酸酯作为加脂剂产品，如磷酸酯加脂剂ＰＥＳ主要是用磷酸作为磷酸化试剂，对改性蓖麻油进行磷酸化所制得的产品。该产品乳化性好，冷水中容易分散，吸收好，加脂后皮革丰满弹性好，粒面紧密细致。但应用发现宜与一些柔软性能和滋润性能优异的加脂剂配合使用。兰云军等以蓖麻油以及蓖麻油与菜子油的混合油经低碳醇酯交换的产物为主要原料，通过控制合成工艺条件制备出以磷酸化单酯（ＭＡＰ）为主要组分的ＰＶＯ系列磷酸化植物油加脂剂。测试证明其具有良好的稳定性。 合成磷酸酯作为皮革加脂剂，虽然在乳化性、渗透性、填充性、防水性、抗菌性方面具有明显优势，但它在柔软性、滋润性方面比较差。单独作为皮革加脂剂，加脂效果不尽如人意。人们通常将其与天然磷脂及改性天然磷脂、硫酸化、磺化或深度亚硫酸化动植物油脂、矿物油、柔软剂、特殊表面活性剂等组分复配，制得不同加脂功能的产品。张廷有等用磷酸代替部分五氧化二磷合成具有较高酯化率，并且ＭＡＰ含量高的烷基磷酸酯，与改性天然油脂和合成油脂复合，得到一种性能优良的皮革防水加脂剂。不仅具有优良的防水性，而且丰满、柔软、弹性好，丝光感强，与皮革结合牢固。它是通过降低革纤维临界表面张力和吸水后发生膨胀堵塞作用来防水的。优点是加脂后不需要用重金属盐固定，且和革胶原纤维的化学结合力强。
光折变液晶材料的研究进展
第30卷 第3期 2008年6月光 学 仪 器OP TICAL INSTRUM EN TS Vol.30,No.3 J une ,2008 文章编号:100525630(2008)0320083205 3收稿日期:2007210209 作者简介:白俊霞(19812),女,山西汾阳人,硕士研究生,主要从事新型材料的研究。 光折变液晶材料的研究进展3 白俊霞,郝 伟 (北京工业大学,北京 100022) 摘要:介绍了液晶材料光折变效应的基本概念及基本机理及特性,根据光折变液晶材料的发展,分别对掺杂染料的液晶、聚合物分散液晶、掺杂铁电材料液晶等几种液晶材料的光折变效应的各个发展过程及其存在的问题和研究现状作了较为详细的阐述,并展望了其今后的实际应用及发展方向。 关键词:光折变;液晶材料;光电效应;液晶聚合物 中图分类号:O 43 文献标识码:A The developing of photorefractive liquid crystal material B A I J unx i a ,H A O W ei (Beijing University of Technology ,Beijing 100022,China ) Abstract :This paper int roduced t he basic conception ,mechanism and character of p hotoref ractive liquid crystal material ,according to p hotorefractive t he develop ment of liquid crystal materials ,respectively ,in dye 2doped liquid crystal ,polymer dispersed liquid crystal and ferroelectric liquid crystal material separately ,and laid out t he problem of different liquid crystal and research on t he stat us of it at t he same time ,we prospected t he application and develop ment direction of liquid crystal material. K ey w ords :p hotorefractive ;liquid crystal material ;p hotoemission ;polymer liquid crystal 1 引 言 光折变效应(p hotoref ractive effect )是光致折射率变化效应(p hoto 2induced refractive index change effect )的简称[1],当照射到非线性光学材料上的光发生变化时,物质内部电荷发生非均匀的重新分配,使得物质的折射率发生变化的现象。它在高密度光学信息储存、多媒体技术、相共轭、全息图象加工、中性网络的模拟、畸变图像的复原以及程序互联等方面具有重要的潜在应用价值。 2 液晶材料光折变效应的基本原理及特点 液晶材料的光折变效应可分为四个过程,如图1所示:(1)在非均匀光照射下,物质见光区域产生可移动的电荷;(2)产生电荷的输运;(3)捕获中心俘获移动的电荷,形成非零的空间电场;(4)在空间电场作用下,物质折射率发生变化[2]。 光折变效应主要有两个显著的特点,其一是光折变效应的大小只与入射光子的能量有关系,与光强没
SiO2气凝胶疏水改性方法研究进展
SiO 2气凝胶疏水改性方法研究进展1 刘明龙，杨德安 天津大学材料学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津 (300072) E-mail ：m.dragonliu@https://www.wendangku.net/doc/af9078934.html, 摘 要：文章综述了对SiO2气凝胶进行疏水改性的技术的最新研究进展，介绍了溶剂置换-表面改性法，直接表面改性法和联合前驱体法三种改性方法的改性机制及各种常用的表面改性剂，并从所制得的最终样品的性能、成本、实用性等方面进行了比较，从而总结出一种较经济实用的制备方法。 关键词：SiO2气凝胶；纳米多孔材料；溶胶-凝胶；疏水型；绝热材料 1 本课题得到国家自然基金委重点基金项目(10232030)，天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室 (x06050)的资助。 SiO 2气凝胶是一种具有独特的纳米多孔网络结构的轻质材料，因其极低的折射率、热导率和介电常数，高的比表面积和对气体的选择透过等特性，而在绝热材料、隔音材料、过滤材料以及催化剂载体等众多领域有着广泛的应用前景，尤其在作为高性能绝热材料方面受到了普遍关注。由于通常方法制备出的SiO 2气凝胶内表面有大量的硅羟基存在，它们不仅会因缩聚而引起凝胶块体产生额外收缩，还能吸附空气中的水分而使气凝胶开裂破碎，严重影响了气凝胶的声、光、电、热、力学等性能，限制了它的应用场合。因此，只有设法对制备的气凝胶进行疏水改性，增加它在空气中的稳定性和使用寿命，另外，再配合一系列增强、增韧措施，以制成纳米多孔绝热复合材料，才能在保温工程中发挥出它的真正作用。 1. SiO 2气凝胶的疏水改性及原理 SiO 2气凝胶通常是由溶胶-凝胶法制备的，开始制得的醇凝胶固态骨架周围存在着大量溶剂（包括醇类、少量水和催化剂），要得到气凝胶，必须通过干燥以去掉其中的溶剂。然而，在溶剂干燥过程中，由于凝胶纳米孔内气-液界面间产生表面张力，导致邻近的Si-OH 基团发生缩聚反应，形成 Si-O-Si 键，从而产生了不可恢复的收缩；另外，这些Si-OH 基团还可以吸附空气中的水分，使表面张力增大，从而使气凝胶块体开裂破碎。有时，气凝胶内一些未完全反应的Si-OCH 3(或Si-OC 2H 5)基团随使用时间的延长，也会吸附空气中的水分，发生水解-缩聚反应。气凝胶表面这些基团的存在是导致气凝胶性能恶化的主要原因。 因此，要获得疏水型气凝胶，就必须采用一定的方法，将上面的亲水基团取代成疏水稳定的Si-R 基（R=CH 3,C 2H 5等）基团。这些基团的存在，一定程度上会限制气凝胶表面对水分的吸附，从而避免了在使用时性能的恶化。 2. SiO 2气凝胶疏水改性的方法 2.1 溶剂置换-表面改性法 用一定的疏水表面改性剂取代硅凝胶表面的亲水基团是最常用的一种方法。表面改性剂的种类很多，在实际工作中要根据不同的需要和材料的本身特性来确定。改性剂一般是由亲水基和憎水基组成，对于硅质气凝胶而言，其表面含有较多的Si-OH ，-OH 可以与OH, Cl, COOH, HNCO 等基团反应，从而使聚硅氧烷与有机聚合物（如聚酯，聚氨酯，换氧树脂等）得以通过Si-O 键连接，大大改善了有机聚合物的耐热、耐湿、抗水
磷酸酯盐型表面活性剂
陈阳应化101 10114205 磷酸酯盐型表面活性剂概述 磷酸酯类表面活性剂是含磷表面活性剂的代表,是一种性能优良、应用广泛的表面活性剂[1 ]。具有优良的润湿、洗净、增溶、乳化、抗静电和缓蚀防锈等特性,且易生物降解,刺激性比较低,热稳定性、耐碱、耐电解质和抗静电性均优于一般阴离子表面活性剂,广泛用于化纤、纺织、塑料、造纸、皮革和日用化学品等领域[2 ]。 目前,磷酸酯表面活性剂的研究方向基本分为两大类:①合成研究;②新功能 的开发和应用[3 ]。 1、磷酸酯表面活性剂的品种及合成 磷酸酯类表面活性剂的主要品种[4 ]有烷基(芳基)磷酸酯(盐)、脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基醇酰胺磷酸酯(盐)、咪唑啉类磷酸酯(盐)、高分子聚磷酸酯(盐)以及硅氧烷磷酸酯等。 它们的性质不同,应用范围各有侧重。合成磷酸酯表面活性剂需要亲油、亲水两部分原料[5 ,6 ]。亲油性原料主要有:脂肪醇( ROH)、脂肪醇聚氧乙烯醚( RO (C2H4O) nH)、烷醇酰胺( RCONHCH2CH2OH)、烷醇酰胺聚氧乙烯醚( RCONH(C2H4O) nH)、脂肪胺聚氧乙烯醚、油脂和脂肪酸酯类等6大类;磷酸化试剂有:五氧化 二磷( P2O5)、焦磷酸(H3P2O7)、三氯化磷(PCl3)、三氯氧磷(POCl3)和磷酸(H3PO4)等。 1.1烷基(芳基)磷酸酯表面活性剂[1] 烷基(芳基)磷酸酯是阴离子表面活性剂的重要品种之一,在日用化学品中作为 表面活性剂使用的是将酸性磷酸酯用适当的碱中和得到的磷酸酯盐类。由于磷酸是三元酸,所以其工业产品包括烷基(芳基)磷酸单酯(MAP)、双酯(DAP)和三酯3种类型及其混合物,它们的化学通式可表示为:磷酸单酯盐ROPO(OM) 2;磷酸 双酯盐( RO) 2PO (OM) ;磷酸三酯( RO) 3PO。其中R= C8～C18烷基,它是影响磷酸酯表面活性剂性能的重要因素。M= K或Na +或二乙醇胺、三乙醇胺等。 1.2脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯表面活性剂[7] 脂肪醇或烷基酚经乙氧基化后再磷酸化,中和得到脂肪醇(或烷基酚)聚氧乙烯 醚磷酸酯盐型表面活性剂,其化学通式为: R( OC2H4 ) nOPO ( OM) 2、 ( R(OC2H4) n) 2OPO(OM) ,其中R为烷基或烷基苯基,n= 1～10 ,尤以n= 3用量最多;M同前。 聚氧乙烯醚类磷酸酯在磷酸酯类表面活性剂中占有重要位置,它兼有非离子和 阴离子的特征。该磷酸酯在其疏水基和亲水基之间嵌入了聚氧乙烯基,结构改变
关于导电高分子材料的研究进展
湖北汽车工业学院 本科生课程论文 《新材料导论》 论文题目关于导电高分子材料的研究进展学生专业班级 学生姓名（学号） 指导教师（职称） 完成时间
关于导电高分子材料的研究进展 摘要：与传统导电材料相比较,导电高分子材料具有许多独特的性能。导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。介绍了导电高分子材料的概念、分类、导电机理及其应用领域,综述了近些年来国内外科研工作者对导电高聚物的研究进展状况并对其发展前景进行了展望。 关键词：导电高分子；功能材料；导电机理；应用；述评。 自从1976年美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid领导的研究小组首次发现掺杂后的聚乙炔(Polyacetylene,简称PA)具有类似金属的导电性以后,人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入和提高,新型交叉学科)))导电高分子领域诞生了。在随后的研究中科研工作者又逐步发现了聚吡咯、聚对苯撑、聚苯硫醚、聚噻吩、聚对苯撑乙烯撑、聚苯胺等导电高分子。导电高分子特殊的结构和优异的物理化学性能使它成为材料科学的研究热点,作为不可替代的新兴基础有机功能材料之一,导电高分子材料在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件,以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。到目前为止,导电高分子在分子设计和材料合成、掺杂方法和掺杂机理、可溶性和加工性、导电机理、光、电、磁等物理性能及相关机理以及技术上的应用探索都已取得重要的研究进展。本文介绍了导电高分子的结构特征、导电机理及其应用领域,综述了近些年来导电高分子材料研究领域的进展状况。 1 导电高分子材料的分类 高分子导电材料通常分为复合型和结构型两大类： ①复合型高分子导电材料。 由通用的高分子材料与各种导电性物质通过填充复合、表面复合或层积复合等方式而制得。主要品种有导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜等。其性能与导电填料的种类、用量、粒度和状态以及它们在高分子材料中的分散状态有很大的关系。常用的导电填料有炭黑、金属粉、金属箔片、金属纤维、碳纤维等。 ②结构型高分子导电材料。 是指高分子结构本身或经过掺杂之后具有导电功能的高分子材料。根据电导率的大小又可分为高分子半导体、高分子金属和高分子超导体。按照导电机理可分为电子导电高分子材料和离子导电高分子材料。电子导电高分子材料的结构特点是具有线型或面型大共轭体系，在热或光的作用下通过共轭π电子的活化而进行导电，电导率一般在半导
双酚A双(二苯基磷酸酯)的合成研究
双酚A双（二苯基磷酸酯）的合成研究 文章利用双酚A和氯磷酸二苯酯合成双酚A双（二苯基磷酸酯），采用单因素法分别对物料比、反应温度、反应时间和溶剂等因素对反应的影响进行讨论，确定了最优的工艺条件：物料比为2.1：1，反应温度为35℃，反应时间为4h，溶剂为苯。 标签：双酚A；氯磷酸二苯酯；双酚A双（二苯基磷酸酯）；阻燃剂 引言 高分子材料一般都是易燃和可燃的，容易引发火灾事故，已成为日益严重的社会问题，而解决合成材料使用的安全性，最有效的方法就是加入阻燃剂[1]。本试验选择通过双酚A修饰氯磷酸二苯酯的分子结构，合成双酚A双（二苯基磷酸酯）。一方面，试图通过双酚A的双羟基缩合，来增加产品的含磷量。据报道BDP是一类重要的磷系阻燃剂，和传统的单磷酸酯阻燃剂相比，具有与聚合物基材相容性好、耐迁移、耐挥发、耐辐射、毒性低、阻燃效果持久等优点。作为添加型阻燃剂，近年来受到极大的关注，被广泛应用于热塑性塑料、橡胶和化纤等领域[2]。国外已有该产品的生产，但国内目前尚无工业化的报道，有很大的发展空间。另外一方面，试图通过苯芳香族化合物来增加氯磷酸二苯酯分子中的苯环，增强合成产品的共轭体系，使其紫外吸收谱线向中长波方向红移。从而使产品在应用中，能赋予被阻燃基材阻燃和紫外吸收双性能。 1 合成方法 将0.1mol双酚A及某一种无水溶剂加入配备有球形冷凝管、磁力搅拌器、温度计、滴液漏斗的500mL四口瓶中，搅拌溶解，加入一定量的氯磷酸二苯酯，升温到特定温度，将0.12mol催化剂三乙胺加入滴液漏斗中，控制内温，缓慢的滴加（控制在1d/2s左右），HPLC跟踪反应，当双酚A峰消失后，停止反应，即得DBP粗产品，分析产物含量。粗产品冷却到室温，过滤去三乙胺盐酸盐，再减压蒸干溶剂，用热水洗三次，然后加入95%乙醇重结晶（溶解后，冷却到0℃下搅拌），析出白色结晶体，用小量乙醇淋洗三次，抽干，放入气流干燥器中干燥至垣重，测定含量和计算收率。 2 最佳合成条件 2.1 反应溶剂的选择 将四种不同溶剂进行了分析，恒定物料比2.10，反应温度为35℃，反应时間5h，反应结果目标产物含量甲苯为90.0%，苯为91.0%，丙酮为79.1%，乙酸乙酯为61.9%。双酚A转化率甲苯为99.0%，苯为99.1%，丙酮为96.8%，乙酸乙酯为94.4%，目标产物收率甲苯为93.9%，苯为93.4%，丙酮为73.1%，乙酸乙酯为61.3%。由此可知，分别用丙酮和乙酸乙酯作溶剂时，因其极性较强，体
SiO2气凝胶复合材料的研究进展
综 述文章编号：１００９－９４４１（２０１８）０５－０００５－０６ ＳｉＯ ２ 气凝胶复合材料的研究进展① □□翟界秀，杨大令，韩俊南 （大连理工大学建设工程学部建筑材料研究所，辽宁大连 １１６０２４） 摘 要：介绍了国内外ＳｉＯ ２ 气凝胶复合材料的研究现状，并 对其未来发展方向进行了展望。 关键词：ＳｉＯ ２ 气凝胶；复合材料；纤维；聚合物 中图分类号：ＴＢ３３；ＴＱ４２７．２ 文献标识码：Ａ 引言 气凝胶是一种以空气为分散质，由纳米粒子或 者聚合物构建成骨架，具备纳米级独特三维网络结 构的材料［１］。１９３１年，ＫｉｓｔｌｅｒＳＳ通过溶胶－凝胶 法以硅酸钠为硅源制备出ＳｉＯ ２ 气凝胶，标志着气凝 胶的问世［２］。迄今为止，气凝胶材料已由最初的氧 化硅、氧化钛、氧化铝等简单的无机气凝，发展出有 机气凝胶以及炭气凝胶［１，３］，得到了蓬勃的发展。 气凝胶微观结构呈链状或珍珠串状，这种独特 的结构使气凝胶具备独特的性能，如高比表面积、高 孔隙率［４］、低密度、低热导系数［５－６］、低声抗阻以及 强吸附性［７］。以ＳｉＯ ２ 气凝胶为例，其结构模型和宏 观形态如图１［８－９］所示，串珠般的三维网络结构使 其具备气凝胶众多优异的性能，在航空航天［１０］、建 筑保温［１１－１２］、催化吸附［７，１３］以及生物医药［１４－１５］等 众多领域被广泛应用，但是这种结构也使ＳｉＯ ２ 气凝 胶干燥易开裂、力学性能差、脆性高，这些不足限制 了ＳｉＯ ２ 气凝胶的推广与应用。 本文对目前国内外学者就ＳｉＯ ２ 气凝胶上述缺 陷的改进方法研究进展进行了综述，以期为相关从 业者提供参考。 １ ＳｉＯ ２ 气凝胶力学性能差的原因 目前ＳｉＯ ２ 气凝胶的制备通常采用溶胶－凝胶 法，整个过程主要分为三大阶段：凝胶制备阶段、凝 胶陈化阶段以及干燥阶段，得到的制品主要由纳米 级ＳｉＯ ２粒子组成，每个阶段制备参数的选取均对气 凝胶的性能有重大的影响［９］。ＳｉＯ ２ 气凝胶力学性 能差，脆性较高，其原因主要有两个：一是构成其网 络结构的骨架较细，受力能力差；二是构成网络结构 的二级粒子之间的接触连接面积小，受到外力作用 时易断裂破碎［１６－１８］ 。 （ａ） 结构模型 （ｂ） 宏观形态 图１ ＳｉＯ ２ 气凝胶的结构模型和宏观形态 目前改善ＳｉＯ ２ 气凝胶材料力学性能的方法有 两种：一种是通过改变制备参数来增强纯ＳｉＯ ２ 气凝 胶骨架的强度；另一种是制备ＳｉＯ ２ 气凝胶复合材 料［１９］。针对第一种方法，研究人员最早提出采用超 临界干燥法来解决纯ＳｉＯ ２ 气凝胶的干燥开裂问题， 但该方法成本高、危险性大；之后又提出了成本较 · ５ · 建材技术与应用 ５／２０１８ ①基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目（５１３０３０１８）。