含硫高折光指数树脂的设计及合成【字数：9908】
摘 要本课题研究以工业原料二硫化碳和环硫化物为原料，希望制备得到具有规整结构以及高分子量的聚硫代碳酸酯。首先制备出含硫单体，再利用催化剂对二硫化碳和环硫化物进行催化使其共聚，进而探究不同的工艺条件对二硫化碳与环硫化物的聚合产物性能的影响。本课题将参考文献中的环氧化物改为了环硫化物，有效避免了氧硫交换的现象，这也是本课题的创新点。实验结果发现选择PPNCl为助催化剂时的产物选择性最好，可以几乎没有环产，但是转化率很低。实验温度越低，最好是在室温到30℃的情况下，实验时间越长，产物的分子量越大。
目 录
第一章 前言 1
1.1绪论 1
1.1.1聚硫代碳酸酯 1
1.1.2聚硫代碳酸酯的制备方法 1
1.1.3催化剂的选择 2
1.2研究意义及思路 2
1.2.1研究意义 2
1.2.2研究思路 2
第二章 环硫单体的合成 3
2.1绪论 3
2.2实验部分 3
2.2.1实验原料 3
2.2.2实验流程 4
2.2.3表征方法 4
第三章 SPGE与二硫化碳共聚研究 7
3.1绪论 7
3.2实验部分 7
3.2.1实验原料及仪器 7
3.2.2实验流程 9
3.2.3表征方法 9
3.2.4结果与讨论 10
第四章 结论与展望 19
4.1结论 19
4.2本课题创新点 19
4.3展望 19
参考文献 21
致谢 22
前言
1.1绪论
本课题主要研究聚碳酸酯高分子材料，其在卫生医药、可降解塑料盒、农业、纤维等领域都具有极其广泛的应用。为了使聚碳酸酯高分子材料变得更加有价值的被人们利用，我们将硫原子引入到聚碳酸酯的分子链中使其形成聚硫代碳酸酯，赋予其更多的附加性能。
1.1.1聚硫代碳酸酯
聚硫代碳酸酯具有优良的耐溶剂性、良好的光学性能、重金属离子吸附捕集能力以及潜在的导电性和磁性，在塑料镜片、高性能光导纤 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
维制造等方面有着广阔的应用前景。
1.1.2聚硫代碳酸酯的制备方法
1.1.2.1缩合聚合法
根据使用的单体的不同可以将缩合聚合法制备聚硫代碳酸酯分为两类：第一种是用二硫醇类化合物与碳酰氯或氯甲酸酯在有机溶剂中反应合成。在上世纪末，研究人员就利用了一系列物质作为引发剂在氯仿中催化反应。但是由于这个方法组中会生成有毒物质，所以不选择这种方法。第二种是用CS2与AB2（B为卤素元素）或二硫醇类化合物缩合聚合反应。上世纪六十年代，一些科学家就用这种方法制得了聚三硫代碳酸酯及其他产物。这个方法同样也是产生了有毒物质，而且一部分还会对设备造成腐蚀，因此这种制备方法在工业上很少见。
1.1.2.2开环聚合法
一般情况下，多元的环状硫代碳酸酯是可以进行开环聚合来制备聚硫代碳酸酯的。目前主要分为阳离子开环聚合和阴离子开环聚合两大类。但是通过研究发现，这些制得的聚合物的反应活性低，而且制备的过程复杂且难以控制。
1.1.2.3共聚法
环氧化物与二硫化碳共聚是一种制备聚硫代碳酸酯的比较理想的方法，其工艺条件对聚合物的分子量、选择性、聚合物主链的微观结构，同时还有环状副产物的种类都会有一定的影响。因此，为了获得理想的聚硫代碳酸酯，需要对其工艺条件（助催化剂的类型及用量、聚合时间、聚合温度、单体与催化剂用量的比例等）进行优化。
1.1.3催化剂的选择
催化剂对环硫化物与二硫化碳共聚制备聚硫代碳酸酯的作用至关重要。催化剂的活性大小既决定于配体的选择，也取决于中心配位金属离子类型及数目的选择。因此选择合适的配位和金属离子是获得较高催化活性催化剂的关键，只有两者结合并在优化的工艺条件下才有可能获得较高分子量的聚硫代碳酸酯。
目前环氧化物与二硫化碳共聚采用的催化剂是结构对称的席夫碱铬催化剂，但存在铬重金属污染、成本高、选择性不高等缺点，因此寻找合适的催化剂是本实验的一部分工作。
1.2研究意义及思路
1.2.1研究意义
近几年高分子材料行业得到了迅猛的发展，人们的生活水平在应用了高分子制品后得到了很大的提升。然而，资源的短缺以及环境的污染等一系列问题的出现提醒我们要加快可降解高分子材料的开发和应用。
1.2.2研究思路
近年来，二氧化碳和环氧化物共聚合成聚碳酸酯得到了广泛关注，而二硫化碳与二氧化碳在结构上十分相似，理论上可以参考二氧化碳与环氧化物共聚制备聚碳酸酯的路线来实现二硫化碳与环硫化物的共聚，且避免了实验中容易出现的氧硫交换的现象。
首先根据催化剂结构和聚合产物性能之间的关系选择一系列催化剂，接下来制备出含硫单体，再利用催化剂对二硫化碳和环硫化物进行催化使其共聚，进而探究不同的催化剂对二硫化碳与环硫化物的聚合产物性能的影响，选择出催化效果较好的催化剂，之后在较佳催化剂的催化作用下探究不同的聚合工艺条件对二硫化碳与环硫化物共聚反应的影响，选出较优的聚合工艺条件。
环硫单体的合成
2.1绪论
本章实验的实验原料为环氧化物，低碳数的环氧化物多为液体，溶于水、醇、醚等，在酸或碱的催化下可以与多种试剂反应开环。在酸性情况下，氧原子被质子化，氧上带正电荷，需要向相邻碳原子吸收电子，增加亲和试剂的结合能力，从而发生开环。碱性试剂中，环氧化物的亲和能力增强，环上不带电荷，在碱性环境下，空间因素起主要作用。
在这一章我们制备的环硫单体，是由环氧化物在试剂中溶解，溶解以后进行萃取，最后进行柱层析，通过测试结果来看出反映的情况，再通过核磁氢谱来选出最佳的一个产物，进行后续的反应。
2.2实验部分
2.2.1实验原料
本章实验所需的试剂如表2.2.1a所示
表2.2.1a 实验原料
药品名
目 录
第一章 前言 1
1.1绪论 1
1.1.1聚硫代碳酸酯 1
1.1.2聚硫代碳酸酯的制备方法 1
1.1.3催化剂的选择 2
1.2研究意义及思路 2
1.2.1研究意义 2
1.2.2研究思路 2
第二章 环硫单体的合成 3
2.1绪论 3
2.2实验部分 3
2.2.1实验原料 3
2.2.2实验流程 4
2.2.3表征方法 4
第三章 SPGE与二硫化碳共聚研究 7
3.1绪论 7
3.2实验部分 7
3.2.1实验原料及仪器 7
3.2.2实验流程 9
3.2.3表征方法 9
3.2.4结果与讨论 10
第四章 结论与展望 19
4.1结论 19
4.2本课题创新点 19
4.3展望 19
参考文献 21
致谢 22
前言
1.1绪论
本课题主要研究聚碳酸酯高分子材料，其在卫生医药、可降解塑料盒、农业、纤维等领域都具有极其广泛的应用。为了使聚碳酸酯高分子材料变得更加有价值的被人们利用，我们将硫原子引入到聚碳酸酯的分子链中使其形成聚硫代碳酸酯，赋予其更多的附加性能。
1.1.1聚硫代碳酸酯
聚硫代碳酸酯具有优良的耐溶剂性、良好的光学性能、重金属离子吸附捕集能力以及潜在的导电性和磁性，在塑料镜片、高性能光导纤 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
维制造等方面有着广阔的应用前景。
1.1.2聚硫代碳酸酯的制备方法
1.1.2.1缩合聚合法
根据使用的单体的不同可以将缩合聚合法制备聚硫代碳酸酯分为两类：第一种是用二硫醇类化合物与碳酰氯或氯甲酸酯在有机溶剂中反应合成。在上世纪末，研究人员就利用了一系列物质作为引发剂在氯仿中催化反应。但是由于这个方法组中会生成有毒物质，所以不选择这种方法。第二种是用CS2与AB2（B为卤素元素）或二硫醇类化合物缩合聚合反应。上世纪六十年代，一些科学家就用这种方法制得了聚三硫代碳酸酯及其他产物。这个方法同样也是产生了有毒物质，而且一部分还会对设备造成腐蚀，因此这种制备方法在工业上很少见。
1.1.2.2开环聚合法
一般情况下，多元的环状硫代碳酸酯是可以进行开环聚合来制备聚硫代碳酸酯的。目前主要分为阳离子开环聚合和阴离子开环聚合两大类。但是通过研究发现，这些制得的聚合物的反应活性低，而且制备的过程复杂且难以控制。
1.1.2.3共聚法
环氧化物与二硫化碳共聚是一种制备聚硫代碳酸酯的比较理想的方法，其工艺条件对聚合物的分子量、选择性、聚合物主链的微观结构，同时还有环状副产物的种类都会有一定的影响。因此，为了获得理想的聚硫代碳酸酯，需要对其工艺条件（助催化剂的类型及用量、聚合时间、聚合温度、单体与催化剂用量的比例等）进行优化。
1.1.3催化剂的选择
催化剂对环硫化物与二硫化碳共聚制备聚硫代碳酸酯的作用至关重要。催化剂的活性大小既决定于配体的选择，也取决于中心配位金属离子类型及数目的选择。因此选择合适的配位和金属离子是获得较高催化活性催化剂的关键，只有两者结合并在优化的工艺条件下才有可能获得较高分子量的聚硫代碳酸酯。
目前环氧化物与二硫化碳共聚采用的催化剂是结构对称的席夫碱铬催化剂，但存在铬重金属污染、成本高、选择性不高等缺点，因此寻找合适的催化剂是本实验的一部分工作。
1.2研究意义及思路
1.2.1研究意义
近几年高分子材料行业得到了迅猛的发展，人们的生活水平在应用了高分子制品后得到了很大的提升。然而，资源的短缺以及环境的污染等一系列问题的出现提醒我们要加快可降解高分子材料的开发和应用。
1.2.2研究思路
近年来，二氧化碳和环氧化物共聚合成聚碳酸酯得到了广泛关注，而二硫化碳与二氧化碳在结构上十分相似，理论上可以参考二氧化碳与环氧化物共聚制备聚碳酸酯的路线来实现二硫化碳与环硫化物的共聚，且避免了实验中容易出现的氧硫交换的现象。
首先根据催化剂结构和聚合产物性能之间的关系选择一系列催化剂，接下来制备出含硫单体，再利用催化剂对二硫化碳和环硫化物进行催化使其共聚，进而探究不同的催化剂对二硫化碳与环硫化物的聚合产物性能的影响，选择出催化效果较好的催化剂，之后在较佳催化剂的催化作用下探究不同的聚合工艺条件对二硫化碳与环硫化物共聚反应的影响，选出较优的聚合工艺条件。
环硫单体的合成
2.1绪论
本章实验的实验原料为环氧化物，低碳数的环氧化物多为液体，溶于水、醇、醚等，在酸或碱的催化下可以与多种试剂反应开环。在酸性情况下，氧原子被质子化，氧上带正电荷，需要向相邻碳原子吸收电子，增加亲和试剂的结合能力，从而发生开环。碱性试剂中，环氧化物的亲和能力增强，环上不带电荷，在碱性环境下，空间因素起主要作用。
在这一章我们制备的环硫单体，是由环氧化物在试剂中溶解，溶解以后进行萃取，最后进行柱层析，通过测试结果来看出反映的情况，再通过核磁氢谱来选出最佳的一个产物，进行后续的反应。
2.2实验部分
2.2.1实验原料
本章实验所需的试剂如表2.2.1a所示
表2.2.1a 实验原料
药品名
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