多巯基羧酸酯绿色化学合成及其硫醇烯聚合物性能的研究

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1、学校代号10530学号200906041251分类号O63密级硕士学位论文多巯基羧酸酯的绿色化学合成及其硫醇-烯聚合物性能研究学位申请人刘宇指导教师卢礼灿副教授学院名称化学学院学科专业高分子化学与物理研究方向高分子合成与应用二零一二年五月十六日GreenChemicalSynthesisofMulti-MercaptoCarboxylicEstersandthePropertiesofThiol-enePolymersCandidateYuLiuSupervisorAssociateProf.LicanLuCollegeCollegeofChemistryProgramPolym

2、erChemistry&PhysicsSpecializationSynthesis&ApplicationofPolymerDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay16,2012湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要多元硫醇与多官能烯的光聚合，因其逐步增长的自由基聚合机理、无氧阻聚、聚合快速高效、凝胶点转化率高、聚合物结构均一、收缩应力小等优势，广泛应用于纳米光刻、微器件制造、光固化涂料和油墨、可降解生物材料等领域。多巯基羧酸酯挥发性低、气味小、合成方便，是硫醇-烯聚合体系的

4、优选硫醇，但传统的合成工艺在酯化反应完成后，需经碱洗、水洗提纯，产生大量的工业废水。本文采用巯基羧酸与多元醇的酯化反应合成多巯基羧酸酯，利用多巯基羧酸酯与过量巯基羧酸和酸催化剂在醇类溶剂中的溶解性差异，通过醇类溶剂的萃取分离提纯目标产物，在蒸馏回收萃取剂的同时，回收残余的巯基羧酸和酸催化剂，循环利用。该方法无需碱洗、水洗，产生工业废水极少（仅有酯化反应生成的水），具备绿色化学工艺特征。论文使用上述方法合成了不同结构、不同官能度的系列多巯基羧酸酯，并用1HNMR谱对其进行结构表征。在此基础上，系统研究了硫醇结构对硫醇-烯(异氰脲酸三烯丙酯)聚合物热性能的影响，研究发现聚合物的热转变

5、区间均较窄，随多巯基羧酸酯中巯基含量增大、官能度增加，聚合物的玻璃化温度Tg升高；在多巯基羧酸酯中引入柔性的乙氧基，聚合物Tg显著下降，而带刚性环状结构的多巯基羧酸酯使聚合物Tg显著上升。研究还发现，在硫醇-烯二元体系中加入多官能丙烯酸酯单体，聚合物的热转变区间显著变宽，加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酸酯，共聚物Tg升高；而加入三缩丙二醇二丙烯酸酯，共聚物Tg下降。此外，在硫醇-烯二元体系中加入烯丙基封端的聚氨酯低聚物可明显提高其物理机械性能；加入少量全氟烷基丙烯酸酯可显著降低成膜物的表面张力。关键词：硫醇-烯;多巯基羧酸酯;光聚合;玻璃化转变温度;热性能IAbstractOwingt

6、otheadvantagesofthiol-enephotopolymerizationsuchasstep-growthmechanism,delayingelpoint,uniformnetworkformation,easeofpolymerization,resistancetooxygeninhibition,solventlessprocessing,lowershrinkageandshrinkagestress，Thethiol-enechemistryhasfoundapplicationsinareassuchasphoto-lithography,micro

7、devicefabrication,UV-curablecoatingsandinks,anddegradablebiomaterials.Themulti-mercaptocarboxylicesteriswidelyusedinthiol-enephotopolymerizationduetoitslowvolatilityandodor.Thetraditionalsynthesisprocessofmulti-mercaptocarboxylicestercontains