具有規(guī)整結(jié)構(gòu)的金屬配位聚合物凝膠的制備與研究.pdf

1、金屬配位聚合物凝膠(MCPGs)是由聚合物主鏈或者聚合物官能團(tuán)通過可逆的不穩(wěn)定的金屬配位相互作用來連接形成的物理交聯(lián)的空間三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的化學(xué)交聯(lián)凝膠相比，MCPGs具有獨(dú)特的光電磁、可逆和外界刺激響應(yīng)的物化性質(zhì)，在智能高分子材料領(lǐng)域的潛在應(yīng)用引起了越來越多的關(guān)注。
　　本文中利用Cu(Ⅰ)催化端炔與端疊氮基團(tuán)的環(huán)加成反應(yīng)(CuAAC)和金屬配位化學(xué)的“一鍋法”反應(yīng)通過α，ω-二疊氮基-聚乙二醇(PEG45(N3)2)和4'

2、-對炔丙基氧基苯基-2，2':6'，2"-三聯(lián)吡啶(Terpy-ψ-CH2C≡CH)成功制備了刺激響應(yīng)型MCPGs。這種凝膠以聚乙二醇為主體，三聯(lián)吡啶和點擊形成的三唑環(huán)為配位體，通過配位體和銅離子間的配位相互作用連接形成了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。將一鍋法制得的Cu+-MCPG暴露在空氣中氧化，其氧化態(tài)為Cu2+-MCPG，進(jìn)一步對這一系列不同氧化態(tài)的MCPGs進(jìn)行表征對比其性質(zhì)。再利用稀土金屬催化點擊化學(xué)反應(yīng)體系通過多端疊氮基的PEG衍生物(PE

3、G11(N3))m和Terpy-ψ-CH2C≡CH制備稀土金屬配位聚合物凝膠(RE-MCPGs)。通過1HNMR，F(xiàn)T-IR對合成的化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行確認(rèn)，證明其成功合成;再利用UV-Vis、SEM、TGA、DSC、熒光、機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性能測試等對凝膠性能進(jìn)行研究。
　　傳統(tǒng)制備MCPGs的方法需要進(jìn)行多個反應(yīng)和后處理的操作，十分繁瑣，所以利用點擊化學(xué)和金屬配位化學(xué)一步一鍋法制備MCPGs是理想的路線，具有簡便高效、資源利用率高等優(yōu)點

4、。稀土金屬催化點擊化學(xué)反應(yīng)體系，利用自由基引發(fā)劑在一定溫度下引發(fā)產(chǎn)生自由基，將高價態(tài)稀土金屬離子還原成低價態(tài)稀土金屬離子，并同步催化炔基化合物與疊氮化合物進(jìn)行點擊反應(yīng)，具有時空可控性，克服了傳統(tǒng)點擊化學(xué)方法（CμAAC）制備的凝膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不規(guī)整和缺陷多的缺點，可制備具有一定強(qiáng)度和功能性的RE-MCPGs?！耙诲伔ā狈磻?yīng)制備的MCPGs相對于傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)凝膠，具有一定的強(qiáng)度，同時具有優(yōu)良的刺激響應(yīng)性和光電性能。RE-MCPG相對于傳統(tǒng)