双端氨基聚乙二醇的制备及尼龙1212聚乙二醇嵌段共聚物的合成

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1、摘要用改进的Gabriel方法合成了双端氨基聚乙二醇。聚乙二醇和对甲苯磺酰氯在缚酸剂吡啶或者三乙胺的作用下酯化生成对甲苯磺酰化聚乙二醇(PEG．orrs)，PEG-OTs与邻苯二甲酰亚胺反应生成邻苯二甲酰亚胺化聚乙二醇(PEG．PI)，PEG．PI和水合肼在无水乙醇中氨解生成端氨基聚乙二醇PEG-NH2。用三乙胺作为缚酸剂，酯化效果好于吡啶。讨论了PEG．OTs和邻苯二甲酰亚胺在不同介电常数和偶极距的溶剂中的反应情况。结果表明亲核负离子在溶液中的浓度是决定反应进行程度的主要因素，筛选出N，N．二甲基甲酰胺为最适合的溶剂。讨论了反应时间和反应温度对官能团转化率的影响，得到最佳的反应条件。制各的

2、双端氨基聚乙二醇没有发生聚乙二醇主链段的断裂。用红外谱图和核磁氢谱分析了各步反应的产物结构，表明生成了PEG_NH2。用端基滴定法、元素分析法和核磁氢谱测定了所得的PEG-NH2的氨基含量，结果表明元素分析法所得的结果最合理。所得产物的端氨基聚乙二醇的转化率在90％以上。用十二碳二元酸DCl2为封端剂合成了三种不同分子量的PAl212，PAl2122k、PAl2123k和PAl2125k。用端基分析的方法证明所得的PAl212是羧基封端的。用制备的双端氨基聚乙二醇为聚酰胺热塑性弹性体的软段，尼龙1212为硬段，合成了3种嵌段共聚物PAl212．6-PEG。嵌段共聚物用羧基封端，并用端基分析方

3、法验证了所得嵌段共聚物是羧基封端的。反应过程不需要外加催化剂，而且后反应对真空度的要求要低于羟基聚醚与羧基尼龙的缩聚反应。用FT-IR和1H-NMR证实了PAl212．b-PEG嵌段共聚物的结构，对合成的PAl212-b-PEG进行了熔点、特性粘数和耐溶剂性测定，结果表明，引入低熔点的聚醚链使PAl212．b-PEG的熔点降低；PEG-NH2的引入没有降低嵌段共聚物的耐溶剂性。随着共聚物中硬段含量的增加，共聚物的熔点和特性粘度都有所提高，说明共聚物的熔点、硬度和特性粘度主要是由其硬段长度所决定的。用DSC测定了PAl212-b-PEG的结晶熔融行为。由PAl212．b-PEG的二次熔融DSC

4、曲线可以看出，共聚物熔点较其PAl212预聚体熔点明显降低，说明共聚使硬段的结晶完整性下降；熔融峰有高温肩峰甚至分裂的现象，说明在硬段微区的结晶相，有两种结晶存在：一种是受软段牵制较强、不完整的结晶，一种是受牵制较弱、完整性较好的结晶。随着硬段分子量的增大，软硬段的相双端氨基聚乙二醇的制备及尼龙1212／聚乙二醇嵌段共聚物的合成容性下降，微相分离程度增大，受软段相牵制的结晶的比例下降，结晶完整性提高。共聚物中单位硬段的熔融热焓的测定结果表明，PAl212在形成嵌段共聚物后，PAl212链段由于受共聚链段的束缚，其结晶度下降。单位硬段熔融热焓随分子量增大而增大，这和软硬链段长度对两相相容性的影

5、响有关。随硬段分子量的增大，结晶过冷度降低，表明硬段结晶能力随分子量增大而提高。用TG考察了PAl212．b-PEG在氮气气氛条件下的热降解过程。氮气气氛下PAl212为两步降解，而PEG．NI-12为明显的一步降解。嵌段共聚物的降解起始温度和完全降解温度都介于PAl212预聚体和PEG-NH2之间。且更接近PAl212预聚体，较PEG-NH2有较大提高。嵌段共聚物的降解为两步降解。用DSC研究了PAl212．6_PEG嵌段共聚物的非等温结晶动力学。在非等温结晶过程中，半结晶期t1，2随降温速率矿增大成指数下降，表明结晶速率随降温速率的增大而提高。随软段含量的增大，结晶温度略向低温偏移，B2

6、4的％，正和乃分别较B54有所降低。且其差值随降温速率妒的提高而有所增大。同时，软段含量提高，半结晶期增大，表明结晶完成的时间延长，结晶速率降低。同时结晶热焓也有所降低，硬段结晶度有所下降。非等温结晶动力学研究表明，硬段尼龙1212的结晶为一次结晶。由Mandelkem和Jeziomy法处理得到的Avrami指数矗约为4，说明PAl212．b-PEG的晶体生长方式是异相成核和均相成核共同进行。由Kissinger方程求得嵌段共聚物的非等温结晶活化能为94．79I【J／mol和96．40kJ／moi。和尼龙1212的非等温结晶活化能相近，说明PEG．NH2的引入对尼龙1212的结晶性能影响不大

7、。关键词：端氨基聚乙二醇：尼龙；热塑性弹性体；嵌段共聚物；熔融与结晶；非等温结晶ABSTRACTAmine-terminatedpoly(ethyleneglyc01)(PEG·NH2)wassynthesizedusingGabrielmethod．inwhichtheendhydroxylgroupswefcconvertedtoaminogroups．Duringthesynthesis，poly(et