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《聚酰胺_胺型树枝状高分子pamam溶液的特性粘度_龙飞》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、Vol.20高等学校化学学报No.101999年10月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES1628～1632*聚酰胺-胺型树枝状高分子PAMAM溶液的特性粘度龙飞范瑜丁慧君贾欣茹李明谦(北京大学化学与分子工程学院,北京,100871)摘要测定了树枝状高分子PAMAM(聚酰胺-胺型,乙二胺为内核)及其季铵盐在水溶液中的特性粘度[G].结果表明,PAMAM的[G]在代数G=2～3处有最大值,而其季铵盐则在此处有最小值.同时发现高分子的流体力学等效圆球半径RG随G增大近似线性增长.
2、通过对PAMAM及其季铵盐特性粘度的研究,揭示了不同代数高分子结构形态的变化规律.关键词PAMAM,特性粘度,流体力学半径分类号O631树枝状高分子是一类三维的、高度有序的新型高分子.与传统高分子相比,这类高分子在合成时,可以在分子水平上严格控制和设计分子大小、形状、结构和功能基团,产物一般[1]高度对称,单分散性好,因而具有相当广泛的潜在用途.近年来,已引起广大化学工作者的重视,并开始研究这类高分子溶液的物理化学性质.[2]粘度是液体流动时表现出的内摩擦.在胶体体系中,由于存在分散相粒子,液体流动时要受到更大
3、的阻力,消耗额外的能量.若粒子间有相互作用及具有不对称结构,都会使液体的粘度有所增大.测定树枝状高分子溶液的粘度,可由其结果推知溶液中粒子与溶剂的相互作用、粒子的结构形态及分子内与分子间的相互关系.本文对树枝状高分子PAMAM(聚酰胺-胺型,乙二胺为内核)及其季铵盐在水溶液中的特性粘度进行测定,揭示了树枝状高分子一些结构形态方面的变化规律.1实验部分1.1不同G值树枝状化合物的合成树枝状化合物以乙二胺(EDA)为核基元,在甲醇中与丙烯酸甲酯(MA)于40～60℃下反应,得到四丙烯酸甲酯的加成产物,将其与乙二胺进
4、行酯的胺解反应,得到酰胺化四氨基产物,再重复与丙烯酸甲酯的加成反应.经多次循环上述反应,即可得到不同代数G(genera-tionnumber)的树枝状化合物.其中,整代最外层基团为—NHCH2CH2NH2,半代最外层基团为—COOCH3.为了制备2G,3G和4G高分子的季铵盐化合物,将提纯后的2G,3G,4G树枝状高分子按物质的量比分别为1∶8,1∶16和1∶32与C12H25I反应,使2G,3G和4G高分子最外层的胺基中有1/2形成为—NH—C12H25基团,再加入足量的CH3I,使外层氨基全部转化为季铵盐
5、.3G高分子季铵盐的结构示于图1.另外,将2G树枝状高分子按物质的量比1∶16与C12H25I反应,使2G高分子最外层的收稿日期:1998-10-06.联系人:丁慧君.第一作者:龙飞,男,25岁,硕士研究生.*国家自然科学基金(批准号:59673010)资助课题.No.10龙飞等:聚酰胺-胺型树枝状高分子PAMAM溶液的特性粘度1629bFig.1Structureof3GPAMAMb.Terminalgroups(1/2):—N+(CH3)2C12H25.氨基全部形成为—NH—C12H25基团,再加入足量的C
6、H3I,使外层氨基全部转化为季铵盐.各代树枝状高分子的分子量列于表1.Table1Molecularweight(Mw)ofPAMAMofdifferentgenerationsPAMAMMW(cal.val.)PAMAMMW(cal.val.)0.5G12043G69001.5G28044G141962.5G60042Ga84083.5G124042Gb71764.5G252043Gb147441G14284Gb298802G32523.5Gc18676a.Terminalgroups:—N+(CH3)2C1
7、2H25;b.terminalgroups(1/2):—N+(CH3)2C12H25;c.terminalgroups:2-ethylhexaester.1.2粘度的测定将质量分数约2%的树枝状高分子溶液,恒温于(30.0±0.1)℃,用Ubbelohde粘度计测定其粘度.然后加入溶剂稀释,在相同温度下测定4～6个不同浓度时的粘度.由Huggins[3]经验公式处理可得高分子溶液的特性粘度[G],其单位是浓度单位的倒数.在层流条件下,Einstein根据流体力学推导出了分散相为刚性球形粒子的稀溶液的粘度G=G0
8、(1+2.5<),G0为纯溶剂的粘度,<为分散相在整个分散体系中所占的体积分数.对于树枝状高分子稀溶液,假设在流动时,树枝状高分子所占体积等同于一个刚性的球[4]体体积,根据流体力学概念,应用Einstein公式,最终可推导出:1630高等学校化学学报Vol.2031/3[G]=10PRGNA/(3M),即RG={3M[G]/10PNA}式中,RG为由粘度计算出的流体力学等效圆球半径,
