新型对位、间位双β-二酮钴（Ⅱ）催化剂合成与表征及催化L-丙交酯开环聚合研究

论文摘要

聚乳酸作为一种具有良好的生物相容性、生物降解性的高分子材料,其制备是高分子化学领域的一个研究热点,尤其是丙交酯的开环聚合法倍受人们关注。在查阅了大量文献的基础上,本文合成并表征了如下图所示新型对位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯、间位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯两种双β-二酮配体及其相应的钴（Ⅱ）配合物,并通过1H-NMR、IR等分析手段对配体进行了表征。基于丙交酯的开环聚合机理,采用熔融聚合的方法,以自制的两种双β-二酮合钴（Ⅱ）配合物为催化剂,进行了L-丙交酯（LLA）可控熔融聚合,研究了其在不同条件下的聚合规律。详细分析了反应时间、反应温度以及催化剂用量对两种催化体系开环聚合行为的影响。本实验进行了系统的L-LA开环聚合的研究,产物PLLA的分子量较高,且分子量分布均在1.5左右及以下,表明两种催化体系对L-LA聚合反应显示出明显的活性和可控性,实验达到了ROP聚合活性可控的目的。在其他反应条件相同的情况下,随着反应温度的升高,两聚合体系产物分子量均表现出随温度升高而增大,但当温度达到一定值时,分子量降低,温度对聚合体系的影响存在一个最佳值,产物的分子量分布均在1.5左右,聚合反应均在可控的范围。在其他反应条件相同的情况下,随着反应时间的延长,两聚合体系的聚合产物分子量均表现出增大,表明增加反应时间有利于产物分子量的增加。在其他反应条件相同的情况下,催化剂用量对于聚合反应的影响,两聚合体系表现存在差异。对位-双β-二酮合钻（Ⅱ）催化体系的产物分子量随催化剂用量增大而增加,而间位-双β-二酮合钴（Ⅱ）催化剂用量对聚合产物的分子量影响存在一个最佳值,可能是由于间位体系的位阻效应造成的。应根据具体要求指标,选取适当的温度和时间及相应的催化剂用量,即有可能设计合成一定分子量及分子量分布在1.5以下的高转化率的目标聚乳酸。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 生物可降解高分子材料
• 1.1.1 生物可降解高分子材料的定义
• 1.1.2 生物可降解高分子材料的分类
• 1.1.3 生物可降解高分子材料的应用
• 1.2 聚乳酸
• 1.2.1 聚乳酸的基本性能
• 1.2.2 聚乳酸研究状况
• 1.2.3 聚乳酸的制备
• 1.2.4 聚乳酸的应用
• 1.2.5 展望
• 1.3 课题的提出
• 1.4 本论文的主要内容
• 1.5 本论文的研究创新点
• 第二章 对位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯配体及对位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯合钴（Ⅱ）配合物的合成及其结构表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 原料、试剂与仪器
• 2.2 对位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯配体及相应钴（Ⅱ）配合物的合成
• 2.2.1 对位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯配体的合成
• 2.2.2 对位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯钴（Ⅱ）配合物的合成
• 2.3 对位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯配体及相应钴（Ⅱ）配合物的表征
• 2.3.1 表征方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.4 小结
• 第三章 对位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯合钴（Ⅱ）催化L-丙交酯ROP聚合的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料、试剂与仪器
• 3.1.2 聚合前丙交酯单体的预处理
• 3.1.3 丙交酯的开环聚合反应
• 3.1.4 聚乳酸（PLLA）的表征方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 反应温度对L-LA聚合反应的影响
• 3.2.2 反应时间对L-LA聚合反应的影响
• 3.2.3 催化剂用量对L-LA聚合反应的影响
• 3.3 聚乳酸（PLLA）表征结果与讨论
• 3.3.1 熔点
• 3.3.2 红外表征
• 3.3.3 核磁表征
• 3.3.4 示差扫描量热仪（DSC）表征
• 3.3.5 扫描电镜（SEM）表征
• 3.4 小结
• 第四章 间位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯配体及间位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯合钻（Ⅱ）配合物的合成及其结构表征
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 原料、试剂与仪器
• 4.2 间位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯配体及相应钴（Ⅱ）配合物的合成
• 4.2.1 间位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯配体的合成
• 4.2.2 间位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯钴（Ⅱ）配合物的合成
• 4.3 间位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯配体及相应钴（Ⅱ）配合物的表征
• 4.3.1 表征方法
• 4.3.2 结果与讨论
• 4.4 小结
• 第五章 间位-双-1-苯基-1,3-二酮基苯合钻（Ⅱ）催化L-丙交酯ROP聚合的研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 原料、试剂与仪器
• 5.1.2 聚合前丙交酯单体的预处理
• 5.1.3 丙交酯的开环聚合反应
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 反应温度对L-LA聚合反应的影响
• 5.2.2 催化剂用量对L-LA聚合反应的影响
• 5.2.3 反应时间对L-LA聚合反应的影响
• 5.3 小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间的科研成果一览表
• 致谢