树枝状1173紫外光引发剂合成及性能研究【字数：10082】
本实验以无水乙二胺（EDA）和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）为原料采用发散法合成端基为8个丙烯酸酯双键的树枝状大分子PAE(=)8，再与一乙醇胺发生反应，在分子外围连接8个羟基，合成得到PAE(OH)8。再将PAE(OH)8与丁二酸酐反应，得到具有8个羧基的树枝状大分子PAE(COOH)8，最后用小分子紫外光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）修饰PAE(COOH)8，合成含4个1173的树枝状大分子紫外光引发剂PAE-(1173)4。采用红外光谱、1H-NMR和13C-NMR对合成的PAE-(1173)4进行结构表征，测定它的结构。研究了反应时间对PAE-(1173)4产率的影响，同时研究了PAE-(1173)4对丙烯酸酯类单体的紫外光引发聚合性能。结果表明，当反应温度90℃，n(-COOH):n(-OH)=1:1时，反应时间为4h，合成PAE-(1173)4的产率最高，为61.84%。PAE-(1173)4作为紫外光引发剂分别引发丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯聚合，当引发丙烯酸甲酯时，引发剂用量为0.0003，引发效率最高，单体转化率为59.40%；引发丙烯酸正丁酯时，引发剂用量为0.0015，引发效率最高，单体转化率为98.66%。
目 录
1.前言 1
1.1 树枝状大分子的简介 1
1.2 合成方法 1
1.2.1 发散合成法 1
1.2.2 收敛合成法 2
1.2.3 一步合成法 2
1.3 树枝状大分子的应用 2
1.3.1 在医药领域的应用 2
1.3.2 在催化剂的应用 3
1.3.3 在光电材料的应用 3
1.3.4 在絮凝剂的应用 3
1.3.5 在光固涂料中的应用 3
1.3.6 在分离膜的应用 4
1.4 紫外光（UV）引发 4
1.4.1引发体系 4
1.4.2 紫外光引发聚合方式 5
1.5 研究目的与意义 5
2. 实验部分 7
2.1 实验原料 7
2.2 实验仪器设备 7
2.3.1 合成端基为8个丙烯酸双键 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的树枝状大分子PAE(=)8 8
2.3.1.1 合成机理 8
2.3.1.2 反应步骤 8
2.3.2 合成端基为8个羟基的树枝状大分子PAE(OH)8 8
2.3.2.1 合成机理 8
2.3.2.2 反应步骤 9
2.3.3 合成端基为8个羧基的树枝状大分子PAE(COOH)8 9
2.3.3.1 合成机理 9
2.3.3.2 反应步骤 9
2.3.4 合成含4个1173的树枝状大分子PAE(1173)4 10
2.3.4.1 合成机理 10
2.3.4.2 反应步骤 10
2.3.5 PAE(OH)8、PAE(COOH)8和PAE(1173)4的结构表征 10
2.3.5.1 红外光谱的测定 10
2.3.5.2 核磁谱图的测定 10
2.4 紫外光引发性能的测定 10
2.4.1 单体的精制 10
2.4.2 紫外光引发聚合 11
3. 结果与讨论 12
3.1 反应时间对PAE(1173)4产率的影响 12
3.2 谱图分析 12
3.2.1 红外光谱图分析 12
3.2.1.1 PAE(OH)8的红外光谱图 12
3.2.1.2 PAE(COOH)8的红外光谱图 13
3.2.1.3 PAE(1173)4的红外光谱图 13
3.2.2 核磁谱图分析 14
3.2.2.1 PAE(COOH)8的核磁氢谱分析 14
3.2.2.2 PAE(COOH)8的核磁碳谱分析 14
3.2.2.3 PAE(1173)4的核磁氢谱分析 15
3.2.2.4 PAE(1173)4的核磁碳谱分析 16
3.3 紫外光引发性能的测定 17
3.3.1 PAE(1173)4紫外光引发丙烯酸甲酯聚合 17
3.3.2 PAE(1173)4紫外光引发丙烯酸正丁酯聚合 18
3.3.3 PAE(1173)4紫外光引发丙烯酸甲酯聚合的GPC 19
3.3.4 PAE(1173)4紫外光引发丙烯酸正丁酯聚合的GPC 19
4. 结论 20
参考文献 21
致谢 22
1.前言
1.1 树枝状大分子的简介
树枝状大分子是一种具有高度树枝状结构的大分子，它们是由反复通过分支单元连接的低聚物组成[1]。每重复进行一次循环反应增加一个支化层，称作为“代”。树枝状大分子主要包括主结构及微环境（空腔），主结构可分为三部分，一是多官能团的分子外围，二是初始的内核，三是重复的支化单元[2]。树枝状大分子与一般链状大分子相比，具有特殊的结构特征，所以树枝状大分子在很多领域都有着广泛的应用前景。但树枝状大分子在实际合成过程中，会因为空间位阻等其他影响因素，导致无法合成的理想的产物，合成的树枝状大分子会出现瑕疵。
树枝状大分子与传统聚合物相比，具有结构规整、对称；表面官能团密度高；对合成的大分子精确控制；内疏外紧，可调节内腔的特殊结构[3]。由于树枝状大分子特殊的结构，使它拥有比一般链状聚合物更多的独特性能，例如：
（1）相容性好；
（2）多功能性；
（3）易修饰性；
（4）良好的流体力学性能；
1.2 合成方法
树枝状大分子是从初始的内核出发，不断地向外重复增长，而获得的结构类似树状的大分子[4]。与传统聚合物相比树枝状大分子的合成方法一般可以分为三种，分别为发散合成法、收敛合成法和一步法[1]。但在实际合成过程中，由于众多因素的影响，通常优先选择发散合成法和收敛合成法这两种合成方法进行合成树枝状大分子，并且发散合成法和收敛合成法合成出来的树枝状大分子的缺陷较少，性能优异。
1.2.1 发散合成法
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图1 发散合成法示意图
发散合成法是从内核中心开始不断进行多次重复的反应，在分子外围接上支化单元，不断向外扩展，最终合成所需的高支化的树枝状大分子。该种合成方法是由Vogtle等[5]最初发现，并且需要知道目标产物[6]。合成示意图见图1。该种合成方法具有可控性，能够控制增长的代数。但该种合成方法不能够合成得到高代数的树枝状大分子，因为代数不断增加，支化单元的不断接入，导致分子表面的官能团越来越多，堆积越来越紧密，官能团会反应不完全，使得产物分子结构产生缺陷，达不到理想状态。并且随着代数的增加，分子量越来越大，这种缺陷也越来越明显[1]。
目 录
1.前言 1
1.1 树枝状大分子的简介 1
1.2 合成方法 1
1.2.1 发散合成法 1
1.2.2 收敛合成法 2
1.2.3 一步合成法 2
1.3 树枝状大分子的应用 2
1.3.1 在医药领域的应用 2
1.3.2 在催化剂的应用 3
1.3.3 在光电材料的应用 3
1.3.4 在絮凝剂的应用 3
1.3.5 在光固涂料中的应用 3
1.3.6 在分离膜的应用 4
1.4 紫外光（UV）引发 4
1.4.1引发体系 4
1.4.2 紫外光引发聚合方式 5
1.5 研究目的与意义 5
2. 实验部分 7
2.1 实验原料 7
2.2 实验仪器设备 7
2.3.1 合成端基为8个丙烯酸双键 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的树枝状大分子PAE(=)8 8
2.3.1.1 合成机理 8
2.3.1.2 反应步骤 8
2.3.2 合成端基为8个羟基的树枝状大分子PAE(OH)8 8
2.3.2.1 合成机理 8
2.3.2.2 反应步骤 9
2.3.3 合成端基为8个羧基的树枝状大分子PAE(COOH)8 9
2.3.3.1 合成机理 9
2.3.3.2 反应步骤 9
2.3.4 合成含4个1173的树枝状大分子PAE(1173)4 10
2.3.4.1 合成机理 10
2.3.4.2 反应步骤 10
2.3.5 PAE(OH)8、PAE(COOH)8和PAE(1173)4的结构表征 10
2.3.5.1 红外光谱的测定 10
2.3.5.2 核磁谱图的测定 10
2.4 紫外光引发性能的测定 10
2.4.1 单体的精制 10
2.4.2 紫外光引发聚合 11
3. 结果与讨论 12
3.1 反应时间对PAE(1173)4产率的影响 12
3.2 谱图分析 12
3.2.1 红外光谱图分析 12
3.2.1.1 PAE(OH)8的红外光谱图 12
3.2.1.2 PAE(COOH)8的红外光谱图 13
3.2.1.3 PAE(1173)4的红外光谱图 13
3.2.2 核磁谱图分析 14
3.2.2.1 PAE(COOH)8的核磁氢谱分析 14
3.2.2.2 PAE(COOH)8的核磁碳谱分析 14
3.2.2.3 PAE(1173)4的核磁氢谱分析 15
3.2.2.4 PAE(1173)4的核磁碳谱分析 16
3.3 紫外光引发性能的测定 17
3.3.1 PAE(1173)4紫外光引发丙烯酸甲酯聚合 17
3.3.2 PAE(1173)4紫外光引发丙烯酸正丁酯聚合 18
3.3.3 PAE(1173)4紫外光引发丙烯酸甲酯聚合的GPC 19
3.3.4 PAE(1173)4紫外光引发丙烯酸正丁酯聚合的GPC 19
4. 结论 20
参考文献 21
致谢 22
1.前言
1.1 树枝状大分子的简介
树枝状大分子是一种具有高度树枝状结构的大分子，它们是由反复通过分支单元连接的低聚物组成[1]。每重复进行一次循环反应增加一个支化层，称作为“代”。树枝状大分子主要包括主结构及微环境（空腔），主结构可分为三部分，一是多官能团的分子外围，二是初始的内核，三是重复的支化单元[2]。树枝状大分子与一般链状大分子相比，具有特殊的结构特征，所以树枝状大分子在很多领域都有着广泛的应用前景。但树枝状大分子在实际合成过程中，会因为空间位阻等其他影响因素，导致无法合成的理想的产物，合成的树枝状大分子会出现瑕疵。
树枝状大分子与传统聚合物相比，具有结构规整、对称；表面官能团密度高；对合成的大分子精确控制；内疏外紧，可调节内腔的特殊结构[3]。由于树枝状大分子特殊的结构，使它拥有比一般链状聚合物更多的独特性能，例如：
（1）相容性好；
（2）多功能性；
（3）易修饰性；
（4）良好的流体力学性能；
1.2 合成方法
树枝状大分子是从初始的内核出发，不断地向外重复增长，而获得的结构类似树状的大分子[4]。与传统聚合物相比树枝状大分子的合成方法一般可以分为三种，分别为发散合成法、收敛合成法和一步法[1]。但在实际合成过程中，由于众多因素的影响，通常优先选择发散合成法和收敛合成法这两种合成方法进行合成树枝状大分子，并且发散合成法和收敛合成法合成出来的树枝状大分子的缺陷较少，性能优异。
1.2.1 发散合成法
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图1 发散合成法示意图
发散合成法是从内核中心开始不断进行多次重复的反应，在分子外围接上支化单元，不断向外扩展，最终合成所需的高支化的树枝状大分子。该种合成方法是由Vogtle等[5]最初发现，并且需要知道目标产物[6]。合成示意图见图1。该种合成方法具有可控性，能够控制增长的代数。但该种合成方法不能够合成得到高代数的树枝状大分子，因为代数不断增加，支化单元的不断接入，导致分子表面的官能团越来越多，堆积越来越紧密，官能团会反应不完全，使得产物分子结构产生缺陷，达不到理想状态。并且随着代数的增加，分子量越来越大，这种缺陷也越来越明显[1]。
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