《配位陰離子聚合》課件：探索高分子材料的創(chuàng)新合成途徑

《配位陰離子聚合》課件探索高分子材料的創(chuàng)新合成途徑課程概述引言介紹配位陰離子聚合的概念、意義和發(fā)展歷程內容涵蓋配位陰離子聚合原理、反應機理、應用領域等目標培養(yǎng)學生對配位陰離子聚合的理解和應用能力配位陰離子聚合簡介定義一種利用過渡金屬催化劑引發(fā)和控制的聚合反應特點反應條件溫和，可控性高，產(chǎn)物結構規(guī)整配位陰離子聚合的特點高活性催化劑活性高，可高效引發(fā)和控制聚合反應可控性可精準控制聚合物的分子量、分子量分布和結構適用性廣適用于多種單體，可合成各種功能性高分子材料配位陰離子聚合的應用領域高性能塑料聚乙烯、聚丙烯等，具有優(yōu)異的力學性能和耐熱性光電材料聚合物太陽能電池、有機發(fā)光二極管等，具有高效的光電轉化效率生物醫(yī)用材料藥物緩釋載體、生物可降解材料等，具有良好的生物相容性和降解性能開端：活性單體的選擇1選擇合適的單體是配位陰離子聚合的關鍵第一步2單體的活性決定了聚合反應的效率和可控性3常見的活性單體包括烯烴、環(huán)狀醚等引發(fā)體系設計1過渡金屬催化劑決定聚合反應的活性、選擇性和可控性2配體影響催化劑的電子結構和立體化學3引發(fā)劑啟動聚合反應，生成活性種鏈轉移反應及其控制鏈轉移反應活性鏈轉移到其他分子上，導致聚合物鏈終止控制方法降低反應溫度、選擇合適的溶劑和催化劑等高度控制性的鏈增長過程1單體插入活性鏈與單體發(fā)生插入反應，延長聚合物鏈2鏈增長控制通過控制反應條件，實現(xiàn)可控的鏈增長聚合動力學機理分析1速率方程描述聚合反應速度與反應物濃度的關系2活化能反映反應的溫度敏感性分子量及分子量分布的調控分子量調控通過控制單體濃度、催化劑濃度和反應時間等來調節(jié)分子量分布控制控制鏈增長過程，得到窄分子量分布的聚合物立體規(guī)則性的調控立體結構聚合物中單體單元的排列方式，影響材料性能調控方法選擇合適的催化劑和配體，控制單體插入反應共聚合反應的應用1將兩種或多種單體聚合在一起，合成具有特殊性能的共聚物2共聚物可根據(jù)不同單體的比例和排列方式，設計出不同性能的材料聚合物的微觀結構表征聚合物的宏觀性能測試力學性能測試材料的拉伸強度、抗彎強度、沖擊強度等熱性能測試材料的熔點、玻璃化轉變溫度、熱穩(wěn)定性等光學性能測試材料的透光率、折射率、光致發(fā)光等非典型的配位陰離子聚合體系無金屬催化體系利用有機催化劑引發(fā)和控制聚合反應光引發(fā)體系利用光照引發(fā)聚合反應，具有時空可控性基于配位陰離子聚合的新材料合成1功能化高分子通過引入功能基團，賦予材料特定性能2納米材料合成具有特定尺寸和形貌的納米材料金屬有機化合物在聚合中的應用作用作為催化劑，引發(fā)和控制聚合反應優(yōu)勢高活性、可控性好，可合成具有特殊結構的聚合物配位聚合反應的理論模擬模擬方法利用計算機模擬，預測反應機理和產(chǎn)物結構應用指導實驗設計，提高合成效率和材料性能高分子材料的綠色合成策略可再生資源利用利用生物質等可再生資源合成高分子材料原子經(jīng)濟性最大限度地利用原料，減少廢棄物產(chǎn)生催化劑循環(huán)利用開發(fā)可循環(huán)利用的催化劑，降低環(huán)境污染配位聚合反應在生物醫(yī)用領域的應用藥物載體設計可控釋放的藥物載體，提高藥物治療效果組織工程材料合成可生物降解的組織工程支架，促進組織再生配位陰離子聚合在光電材料中的應用1合成具有優(yōu)異的光電性能的高分子材料2應用于有機太陽能電池、有機發(fā)光二極管等領域新型聚合反應機理的探索1活性物種研究活性物種的結構和反應活性2鏈增長機理探索新的鏈增長方式，提高聚合反應效率聚合反應過程的in-situ表征技術實時監(jiān)測實時監(jiān)測反應過程，獲得關鍵信息技術應用原位紅外光譜、核磁共振等技術聚合反應動力學參數(shù)的精確測定1速率常數(shù)精確測定反應速率常數(shù)，理解反應機理2活化能測定活化能，優(yōu)化反應條件聚合反應中的高效催化體系1催化劑篩選篩選高效、穩(wěn)定的催化劑，提高反應效率2催化劑改性對催化劑進行改性，提升其活性高分子材料結構-性能關系的研究結構設計設計具有特定結構的高分子材料性能評價評價材料的力學、熱學、光學等性能高分子材料的可循環(huán)利用回收利用開發(fā)高分子材料的回收利用技術，減少資源浪費降解技術研發(fā)可生物降解的高分子材料，實現(xiàn)環(huán)境友好下一代高分子合成技術的展望智能合成利用人工智能技術，設計和優(yōu)化合成過程綠色合成開發(fā)環(huán)境友好、可持續(xù)的高分子合成