理科高等院校高分子化学综合实验的创新设计与教学实践

结合近些年我们的教学实践,介绍了为适应综合性理科高等院校不再单独设立高分子本科专业的办学要求,南京大学在综合化学实验课程体系中开设高分子综合性实验的内容设置及教学安排。实验内容主要包括综合性实验和研究性实验两大类,综合性实验要能较为全面地涵盖高分子学科的基本知识点和学生必须掌握的各种实验技能,研究性实验为科研型课题实验。紧密结合研究前沿的创新实验设计起到沟通教学实验与科学研究工作的桥梁作用,缩短了学生进入科研实验室从事课题研究上手的时间,取得了比较好的教学效果。

树状高分子的特性粘数与代数的关系

从爱因斯坦的粘度理论出发 ,联系树状高分子的分子结构参数 ,计算了树状高分子的特性粘数 ,得到了树状高分子的特性粘数与代数的内在关系 ,分析了树状高分子特性粘数特异行为的内在原因 。

沉淀聚合合成聚丙烯酸及其多角度分子表征——推荐一个高分子化学综合实验

介绍聚丙烯酸从沉淀聚合合成到采用体积排除色谱、动态光散射等进行分子表征和溶液性质测试的全过程实验方法。讨论了实验结果及其影响因素以及该实验在本科生综合化学实验教学工作中的实践效果。

端基对超支化高分子性质影响的研究

对端羟基脂肪族超支化高分子的端基进行了乙酰化和硅烷化改性,研究了不同端基对超支化高分子的玻璃化温度,折光指数增量以及特性粘度的影响。结果表明,端基的极性减小使超支化高分子的玻璃化温度降低,不同端基的超支化高分子的折光指数增量也有很大差异,而强极性的端基使超支化高分子在溶液中易产生团聚作用。由于端基在超支化高分子中所占比重较大,端基是影响超支化高分子性质的重要因素。

树状高分子的功能化进展

介绍了近年来高分子化学领域中十分活跃的树状高分子的研究状况 ,对目前树状高分子的最新功能化进展进行了评述 ,着重介绍了具有光活性、电活性、生物活性的树状高分子 。

树状高分子PPI水溶液性质的研究

Aqueous solution properties of dendrimer PPI[Poly(propylene imine)] were studied by measuring viscosity parameters. Particularly on the extremely dilute concentration region were focused on. The adsorption constant k , critical concentration c a, intrinsic viscosity[ η ], intermolecular association constant K m and hydrodynamic contact concentration c s were calculated. And the generation number dependence of these parameters were also studied. From the results, the unique behavior of dendrimer solution was explained preliminary. The adsorption phenomenon of polymer solution is general, and the adsorption theory is also fit for dendrimers. Furthermore, the dynamic contact concentration c s was determined by a simple viscosity method for the first time.

电子型／离子型导电高分子共混物

用苯胺在酸性水溶液中进行化学氧化聚合，合成了能溶于Ｎ－甲基吡咯烷酮的高分子量聚苯胺（ＰＡｎ），并用这种ＰＡｎ与一种高分子固态离子导体——聚乙二醇聚醚氨酯脲（ＰＥＵＵ）和ＬｉＣｌＯ４的复合物（ＰＥＵＵ－ＬｉＣｌＯ４）进行溶液共混制得了具有电子型／离子型两种导电功能的新型高分子共混物。用差示扫描量热法、动态粘弹仪、应力－应变试验、四探针法和交流阻抗谱对这种高分子共混物进行了研究。实验结果表明，上述ＰＡｎ和ＰＥＵＵ－ＬｉＣｌＯ４是相容的。

固体1H-NMR表征玻璃态高分子链的缠结、互穿及链间邻近度

系统回顾了缠结定义的演化及对其表征的各种方法,比较了这些方法的特点和不足.在以往研究的基础上,发展了一套在分子尺度上表征玻璃态高分子链互穿的方法.该方法结合高速魔角和偶极滤波,用固体1H-NMR探测互穿区域的质子信号,表征了玻璃态聚苯乙烯的链互穿程度.该方法在0.5 nm尺度范围内测定了分子链间的距离,且与以往方法相比,该方法具有耗时短、需要样品量少、灵敏度和信噪比高等优点.

高分子平衡熔点的统计热力学及相关分子能量参数的估算

高分子晶体普遍存在于塑料和合成纤维等合成高分子以及纤维素、淀粉、蚕丝和蜘蛛丝等天然高分子之中。高分子晶体的平衡熔点是我们了解其热力学性质的基本参数之一。在本文中我们首先介绍如何藉助格子模型和平均场假定来统计计算可结晶高分子溶液的配分函数,接着推导出微观分子间相互作用参数(即链单元间局部的平行排列相互作用)与高分子本体平衡熔点之间的关系。最后,我们由平衡熔点的实验数据来推算几种高分子的微观平行排列相互作用参数。

剪切流场中高分子链构象转变的FRET研究

高分子在流动中发生的取向和变形是导致流体产生非线性粘弹性的主要原因.通过荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET)光谱技术检测标记在同一根聚苯乙烯(Polystyrene,PS)链上的荧光供体和受体基团间的荧光共振能量转移效率,考察高分子链构象的转变.不同剪切速率下的原位荧光检测结果显示,在剪切流(Couette)场中,随着剪切速率的增加,荧光共振能量转移效率显著上升,表明荧光供、受体基团间的距离减小,意味着PS 链在高剪切速率下变形加剧,线团塌缩. FRET 还检测到了剪切速率在500 s-1 附近时PS 的链取向变化行为与剪切速率在1000 s-1 附近亚浓溶液中PS 链伴随着缠结点保留率的降低而发生的构象变化,表明FRET 方法可以灵敏地检测高分子链构象的转变,为高分子流体非线性流变学理论和模拟研究提供直观的实验证据.

拥塞理论与高分子力反应器

文中简介了凝聚态物理中新兴的拥塞理论,并讨论了其在高分子体系中的作用。在拥塞体系中,影响拥塞-去拥塞转变的3个变量,分别为温度、施加的应力和体系的堆积密度。无定形高分子链在剪切作用下的低温流动可看作是去拥塞转变的一种形式。高分子在剪切作用下的低温流动现象为理解徐僖先生创建的"磨盘研磨力反应器"作用原理提供了新的思路和途径。

二茂铁基稀土配合物型高分子磁体的合成与性能研究

以二茂铁为原料,合成含配位基团取代基的二茂铁基高分子,采用镧系不同的稀土盐与茂环上的配位基团进行配位,生成二茂铁基稀土配合物型高分子磁体。通过核磁共振氢谱(~1HNMR)、红外吸收光谱(FT-IR)、拉曼光谱及X射线光电子能谱(XPS)等手段对产物的结构进行了表征。测试结果表明,稀土金属离子与高分子链中的含孤对电子的氧原子及共轭苯环存在配位作用。而稀土原子通常具有6～12的各种配位数,配位数大小首先决定于几何因素,其次也和成键能力直接相关,其最稳定配位数一般为8。由光谱结果分析推测所合成的高分子磁体具有独特的三维配位结构。磁性能测试结果表明,单纯的金属配位剂具有抗磁性或顺磁性,与二茂铁基高分子进行配位后,产物的磁性能有较大差别。配位金属为La,Ce,Sm的高分子磁体(PM)呈铁磁性,其居里温度接近或大于400K。其中La—PM饱和磁化强度达到0.20A·m^2/kg,矫顽力为4.71 kA/m,剩磁0.04 A·m^2/kg;Ce—PM饱和磁化强度达到0.45 A·m^2/kg,矫顽力为5.779kA/m,剩磁0.04 A·m^2/kg;Sm—PM饱和磁化强度达到0.38 A·m^2/kg,矫顽力为7.2 kA/m,剩磁0.004 A·m^2/kg。而Ho—PM和Er—PM则呈顺磁性。根据上述实验结果分析,分子中的茂环、羰基、-NH-及苯环形成共轭体系,自由电子在其中流动并保持自旋不变,稀土金属原子未成对电子通过s-d或d-f相互作用使它们的自旋平行于自由电子的自旋,因而产生铁磁性。稀土金属配位后可形成片层结构,层与层之间发生范围较大的金属原子未成对电子、共轭体系中自由电子电子自旋耦合作用。当稀土原子半径较大时,配位作用稍弱,电子自旋平行排列,产生铁磁性。这种耦合作用随稀土金属原子半径减小、配位作用增强而升高,因此二茂铁基稀土配合物型高分子磁体的铁磁性随稀土金属原子半径减小而增强。当原子半径减小到某一范围时,电子间出现排斥,电子自旋中出现部分无序排列,此时二茂铁基稀土配合物型高分子磁体(Sm—PM)铁磁性减弱。原子半径继续减小到电子自旋完全无序排列时,磁体(Ho—PM和Er—PM)表现出顺磁性。

氢键组装侧链超分子液晶聚合物体系研究进展

氢键组装侧链超分子液晶聚合物具有设计灵活、合成简单、组装方便及动态响应等特点。文中按组装氢键的种类对这类侧链超分子液晶聚合物的最新研究进展进行了总结与评述,并展望了今后的发展方向。

二元羧酸与4,4′-联吡啶氢键缔合组装主链型超分子液晶

合成了 4 ,4′ 二羧酸 1 ,6 二酚氧基正己烷 ,与等摩尔的 4 ,4′ 联吡啶采用缓慢挥发溶剂的方法组装 ,所得复合体系经DSC分析和偏光显微镜观察表明形成了超分子液晶 。

组装合成超分子液晶聚合物动态功能材料

从电荷转移相互作用、离子相互作用及氢键组装三个方面综述了通过分子自组装合成超分子液晶聚合物近年来的最新研究成果 ,总结了这类体系作为动态功能材料在器件化及应用方面所取得的重要进展 。

亚甲基蓝化学吸附动力学的SERS研究

用硝酸刻蚀银表面ＳＥＲＳ技术研究了亚甲基蓝在较稀浓度时的化学吸附动力学，对不同振动模式计算了吸附动力学参数，结果表明，亚甲基蓝在银表面上吸附均匀，吸附过程中没有吸附形态间的转化。在亚甲基蓝浓度较高时，我们观察到了与浓度较稀时明显不同的行为，并提出了可能的解释。另外，还考察了Ｃｌ－离子对亚甲基蓝在银表面上吸附形态的影响，观察到由“平躺”方式向“站立”方式的转变。

异相法降解制备低分子量壳聚糖

在前人降解壳聚糖的方法的基础上 ,通过异相法用 H2 O2 、Na NO2 降解壳聚糖得到了一系列分子量从几千到几万的低分子量壳聚糖 ,并就降解过程中反应温度、反应物浓度等条件对最终产物分子量的影响作了深入讨论 ,还就降解前后壳聚糖分子结构的变化、结晶状态的变化作了测试。结果表明 ,在 4 0℃左右 ,H2 O2 用量 2 .5 % ,约 2 4 h可以将原分子量 60万的壳聚糖降低到 2～ 4万 。

桩基工程泥浆水处理技术

通过一系列不同类型的絮凝剂的试验，发现高分子量的ＨＰＡＭ对桩基工程泥浆水的脱水最有效。对真空吸滤、压滤和离心３种干化工艺进行了比较试验，认为化学絮凝与物理离心脱水干化相结合的处理工艺在桩基工程施工现场具有广阔的开发应用前景。

有机杂环化合物在金属表面的化学及电化学聚合

介绍了2004年国家自然科学奖二等奖获奖项目“有机杂环化合物在金属表面的化学及电化学聚合”的主要科学内容、学术界的引用评述以及在学科发展、人才培养方面的成果。

气相渗透法测定数均分子量的仪器常数问题研究

用４个低分子量有机化合物和６个窄分布聚苯乙烯标样研究了ＶＰＯ法中仪器常数Ｋ的分子量依赖性问题．实验结果表明，由于ＶＰＯ法中存在溶质吸附效应，Ｋ具有分子量依赖性，并随分子量的增加而增大；当扣除在实验中产生的溶质分子吸附效应后，Ｋ无分子量依赖性．