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混合液晶 单体液晶

KAUST《天然·通讯》:一起具有五个熔点结晶相的分子!

来源:杏彩体育官网登录入口发表日期:2024-04-06 12:40:05浏览量:1

  窄涣散定义清晰的多结晶多嵌段聚合物是一种在结晶物理、相别离、自拼装等范畴重要的模型聚合物。但是,因为悬殊的嵌段性质,不兼容的组成办法,多于双结晶的多晶聚合物的报导并不常见。在本工作中,阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)Nikos Hadjichristidis课题组结合同源聚合、开环聚合和催化转化战略,初次报导了一种具有五种不同结晶相的五结晶五嵌段五元共聚物PE-b-PEO-b-PCL-b-PLLA-b-PGA。

  常见开环聚合得到聚合物的熔点多低于180度(PEO约40-50度,PCL约60度,PLLA 160-180度);PE的熔点为120-130度。为了使该聚合物有易于区别的结晶相,每个嵌段的熔点最好有至少30度的差异。因而就需要嵌入一个易于获取且熔点超越210度的嵌段。聚乙交酯(PGA)是一种有远景的生物基且可生物降解的聚酯,一起其具有超越大部分常见聚酯的高熔点(约220度)。但是PGA在常见溶剂中溶解性极低,很少有嵌段聚合物的报导。在之前的工作中,Hadjichristidis课题组报导了乙交酯在强酸性氢键给体的高氟代醇中的阴离子活性/可控聚合,并展现了嵌段共聚物组成的可能性(J. Am. Chem. Soc.

  该聚合物首要由同源聚合得到线性的羟基官能化的聚乙烯做大分子引发剂(PE-OH),在强碱条件下引发环氧乙烷(EO)的开环聚合。该进程中,因为聚乙烯仅能在高温下溶解,大部分催化系统对EO高温下的可控聚合都难以实现,因而研讨者选取了具有高热稳定性的强碱(tBuP4)作为催化剂。反响完毕后参加有机磷酸(DPP)和痛苦亚锡(Sn(Oct)2)施行第一次碱/酸和有机/金属催化转化,持续聚合己内酯(CL)和左旋丙交酯(LA)。然后参加强酸性氢键给体高氟代醇(HFAB)施行第2次催化转化,从而进行乙交酯的聚合,终究得到五嵌段五结晶五元聚合物。值得一提的是,未参加HFAB进行催化转化的对照组即便延伸反响至36小时也仅得到了约58%的转化率,并变成了凝胶状固体,展现出该步氟代醇催化转化的必要性。

  作者首要运用液体核磁共振氢谱以及1H-1H COSY对聚合进程每一嵌段的端基进行追寻,保证每一步的高转化率(避免构成无规段)、清晰的端基以及确认该嵌段的分子量。固体氢谱和碳氢穿插极化(CP)魔角旋转(MAS)耦合谱进一步确认其结构。低分子量PE-OH引发的五嵌段模型聚合物被用于体积扫除色谱(SEC)和分散有序氢谱(DOSY)测验,并证明其为单一组分五嵌段聚合物而非多种低嵌段聚合物多混合物。差示扫描量热法(DSC)测验也证明了其含有五种不通的熔点和结晶点。其间,PEO/PCL嵌段因为熔点挨近而在DSC上无法区别,而下降变温速率至1度/min能处理该问题。粉末XRD试验也证明了五种不同的结晶相。

  为了进一步证明五个结晶相点存在,作者进一步进行了依赖于迁移率的变温固态核磁测验。柔软链段(可快速旋转的/无定型的/熔化的)和刚性链段(运动受限的/结晶的)可分别由标量通键-不灵敏核极化搬运增强技能(scalar through-bond insensitive nuclei enhanced by polarization transfer, INEPT) 和极化贯穿空间穿插极化魔教旋转磁化搬运技能(dipolar through-space CP–MAS magnetization transfer techniques)探测到。前者仅能取得不定性段的核磁信号,然后者仅能探测到结晶段的核磁信号。在不一样的温度下(室温、60度和120度),猜测的核磁信号都可以被检测到,证明了不同嵌段的结晶性以及该固体核磁办法在高分子范畴的使用。

  最终作者进行了二维变温1H-13C CP-MAS 宽线别离(WISE)固体核磁测验。在室温下,因为结晶一切嵌段信号都展现出较宽的峰宽( 50Hz),而温度上升今后,熔化嵌段的信号变得尖利,再次穿插查验了该聚合物的结晶性和该办法(WISE)在高分子结晶范畴研讨的可靠性。

  声明:仅代表作者自己观念,作者水平有限,如有不科学之处,请在下面进行留言纠正!

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