超分子聚合物课件

Click to edit Master title style.Headlines can have two lines,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Y.LU,*,PSE510,Click to edit Master title style.Headlines can have two lines,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,2/20/2002,01/19/2002,MI Lin/CSS,MI Lin/CSS,*,1,Y.LU,1,第,2,章 超分子聚合物,Supramolecular Polymers,Y.LU1第2章 超分子聚合物Supramolecular,Y.LU,2,高分子科学的发展,高分子化学（科学）+超分子化学（科学）,超分子聚合物（化学）科学,Y.LU2高分子科学的发展 高分子化学（科学）+超分子,Y.LU,3,共价键聚合物,合成聚合物,（非共价键）超分子聚合物,天然、生物聚合物,无机、有机金属聚合物,-,高分子材料分类,Y.LU3 共价键聚,超分子聚合物有哪些主要类型,?,超分子聚合机理,（聚合度有多大？为什么是可逆的）,?,常用的,M,2,有哪些,?,课程目的,超分子聚合物有哪些主要类型?课程目的,Y.LU,5,从分子聚合物到超分子聚合物,（从,Staudinger 1920s,到,Lehn 1990s）,Y.LU5从分子聚合物到超分子聚合物,Y.LU,6,超分子聚合物,We define supramolecular polymers as those polymers that are made of,repeating units,held together by,only,non-covalent bonds,Y.LU6超分子聚合物We define supramol,Y.LU,7,聚合物科学与工程,聚合物和超分子聚合物组成了,完整,的高分子材料科学与工程,聚合物科学与工程,-高分子化学,-高分子物理,-高分子材料工程,超分子聚合物科学与工程,-超分子聚合物化学：形成与机理,-超分子聚合物物理：结构与性能,-超分子聚合物工程：材料、加工与应用,Y.LU7聚合物科学与工程聚合物和超分子聚合物组成了完整,Y.LU,8,超分子聚合物化学,超分子聚合物的合成（超分子聚合）涉及,互补单体（建筑模块）,通过分子识别的选择键合，链生长（组分沿一定方向的序列键合）和链终止。在超分子聚合物化学中的单体组分应具有许多互补和识别的,“,位点,”,，这些位点（即基本相互作用点包括一个或多个结合点如官能团）用,A,或,B,表示，可以自组装形成非共价键连接的长链。单体组分可以是小分子也可以是高分子（用,P,表示）。单体组分根据其位点结构可分类为：,单,位点（如金属离子）；,双,位点,(ditropic),包括异位点型：,AB,（,-,），,APB,（,-P-,）和同位点型：,AA,（,-,），,APA,（,-P-,）；,多,位点（,polytopic,）包括异位点型和同位点型。异位点型的双位点单体组分可自组装生成超分子聚合物（,-,-,-,-,-,）。一种同位点型的双位点单体组分（,-,）需要和另一个同位点型的双位点单体组分（,-,）相互作用生成超分子聚合物（,-,-,-,-,-,-,）。,Y.LU8超分子聚合物化学超分子聚合物的合成（超分子聚合）,Y.LU,9,单位点（,-,）,双位点：氢键,Y.LU9单位点（-）双位点：氢键,Y.LU,10,扩大了聚合物种类,有机合成高分子材料,-共价键结合（聚合物）,-非共价键结合（超分子聚合物）,-,共价键和非,共价键组合的聚合物,无机和（金属）配位高分子材料,-非共价键结合（超分子聚合物）,天然和生物高分子材料,Y.LU10扩大了聚合物种类 有机合成高分子材料,Y.LU,11,扩大了聚合物的制备方法,从单体：,-加聚,-缩聚,-,超分子聚合,从聚合物：,-大分子反应,-,自组装,Y.LU11扩大了聚合物的制备方法 从单体：,Y.LU,12,超分子聚合：,2,个学派,Y.LU12超分子聚合：2个学派,Y.LU,13,Cifferi,、,Meijer,观点比较,多阶开缔合（,MSOA,）=,等活性键（,isodesmic,）,螺旋生长（,HG,）,=,协同机理,超分子液晶生长,环,-,链生长,Y.LU13Cifferi、Meijer观点比较 多阶开缔,Y.LU,14,超分子聚合物-分类,配位型超分子聚合物,氢键型超分子聚合物,-,堆砌型超分子聚合物,离子型超分子聚合物,拓扑链超分子聚合物,树枝链超分子聚合物,混合型超分子聚合物,非,共价键,相互作用类型决定,超分子聚合物的分类,Y.LU14超分子聚合物-分类配位型超分子聚合物非共价键相,Y.LU,15,超分子聚合物-链结构,主链超分子聚合物 均聚物，嵌段，交替，无规共聚物,侧链,超分子聚合物 定义推广,交联,超分子聚合物 可逆性,螺旋链超分子聚合物,树枝超分子聚合物,定义扩展：不仅是主链,Y.LU15超分子聚合物-链结构主链超分子聚合物 均聚,Y.LU,16,可以设计的聚合物结构,Y.LU16可以设计的聚合物结构,Y.LU,17,难度：单体和合成子结构设计、制备,脲嘧啶酮衍生物,Y.LU17难度：单体和合成子结构设计、制备脲嘧啶酮衍生物,Y.LU,18,超分子聚合物物理,结构（链、结晶、交联等）,-,性能关系,1,、,热稳定性,低,原因：非共价键,解决方案：协同性,Y.LU18超分子聚合物物理结构（链、结晶、交联等）-性能,Y.LU,19,2,、力学性能,耐蠕变性差,原因：非共价键,解决方案：协同性,Y.LU192、力学性能 耐蠕变性差,Y.LU,20,超分子聚合物工程,智能超分子聚合物材料,-（温度、溶剂、,pH、）,刺激-响应材料,功能超分子聚合物材料,-光、电、磁,纤维和可逆交联橡胶材料,Y.LU20超分子聚合物工程 智能超分子聚合物材料,Y.LU,21,智能材料,脲嘧啶酮衍生物,Y.LU21智能材料脲嘧啶酮衍生物,Y.LU,22,光开关,偶氮苯连接环辛肽的光开关：在紫外光辐照下，偶氮苯连接环辛肽从线性链向分子间氢键的二聚体转变。,Y.LU22光开关偶氮苯连接环辛肽的光开关：在紫外光辐照下,Y.LU,23,热可逆交联橡胶,一般橡胶都具有不可逆的化学交联键，而通过形成超分子氢键网络可制备聚异戊二烯（,IR,）,热可逆交联橡胶,（,Thermalreversible Crosslinking Rubber,TRC-IR,）。,该橡胶侧链上含,7,个氢键位点即三唑中的两个,N,和,N-H,、,酰胺基团的,C=O,和,N-H,、,羧酸基团的,C=O,和,O-H,，,在室温可生成氢键网络，在高温（,185,C,）,氢键网络破坏。可逆的氢键网络赋予超分子聚合物以智能，即材料的加工和性能能伴随温度等外界条件的变化而响应,Y.LU23热可逆交联橡胶一般橡胶都具有不可逆的化学交联键,Y.LU,24,热可逆交联橡胶,多重氢键,Y.LU24热可逆交联橡胶多重氢键,Y.LU,25,纤维,Y.LU25纤维,Y.LU,26,共混物,-,增容,Y.LU26共混物-增容,Y.LU,27,磁流体,Y.LU27磁流体,Y.LU,28,Lehn J M.Dynamers:dynamic molecular and supramolecular polymers,Prog,Polym Sci,2005,30:814-831.,Bosman A W,Sijbesma R P,Meijer E W.Supramolecular polymers at work,Mater Today,2004,(4):34-39.,吕亚非，超分子聚合物科学与工程，高分子材料科学与工程，,2005,(2):47-51.,参考文献,Y.LU28Lehn J M.Dynamers:dyn,Y.LU,29,Questions?,Y.LU29Questions?,