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本文工作主要集中在对含有折叠片段的几类聚合物体系的研究,分别将折叠体结构作为化学交联剂或者将其聚合成为主链高分子。通过一系列的研究,我们希望可以利用此类结构研究并改性高分子材料。
在第一部分工作中,我们设计合成了基于芳酰肼结构的折叠体线性聚合物,考察了该类聚合物在溶液相的堆积效应。进一步的研究发现,其与糖类分子的结合具有较强的时间依赖性。折叠体片段的侧链结构可以有效地调节体系的堆积作用以及识别效应,而溶剂也可以影响折叠片段的构象以及堆积作用的强度。
在第二部分工作中,我们将芳酰胺折叠体作为交联剂引入到聚合物体系中。DMA,蠕变等力学实验研究发现分子内氢键可以有效地影响聚合物的力学性质。折叠片段越长,其所含有的分子内氢键结构越多,能更有效地提高材料力学性质。
在第三部分工作中,我们将芳酰胺折叠体直接缩聚成线型聚合物,利用SMFS技术,H-D交换,NOE,单晶衍射等技术考察了分子内氢键的强度。研究发现折叠体外侧的氢键相对较强,而内侧的氢键较弱,并且其强度随着折叠链的长度增长而削弱。此类氢键的强度约为30~150 pN。
在最后一部分工作中,我们设计了一类含有两种折叠体结构的超分子聚合物,其折叠结构是利用分子内氢键以及分子间氢键诱导实现。研究发现寡聚间位取代芳酰胺分子可以在DMSO中被单,双,三取代苯甲酸阴离子诱导实现折叠。多键作用可以有效地实现主客体识别作用。进一步工作中我们考察了此类超分子聚合物与离子对的识别效应,氢键驱动的芳酰胺折叠体可以对铵盐阳离子进行识别,而寡聚芳酰胺分子则在阴离子存在下实现折叠。NOE,XRD,凝胶实验等研究发现聚合物链序列可以被离子对所调节,而手性离子对的组份可以控制链的识别行为,两者的结合过程具有较强的非对映选择性。