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含钆漆酚基聚合物的合成及表征 |
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| 资料类型： |
GIF图片格式
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| 关键词： |
钆漆酚基 聚合物 合成 表征 |
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| 所属学科： |
通用高分子材料 |
| 来源： |
来源网络 |
| 简介： |
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徐艳莲 林金火 胡炳环
(福建师范大学化学与材料学院 福州 350007)
(0591-3443871, ylxu@fjnu.edu.cn)
生漆的主要成份漆酚是带有不饱和长碳链基的邻苯二酚。由漆酚与金属化合物所合成的漆酚金属聚合物，具有许多特殊的功能〔1－3〕。稀土元素因其独特的核外电子结构而具有特殊的性质，在各领域得到广泛的应用。利用漆酚或漆酚聚合物与稀土化合物反应，制备出具有稀土特性和生漆特性的漆酚稀土聚合物，是寻找新型高分子功能材料的一种新途径，对开发生漆和稀土的应用都很有意义。
1 实验
1.1聚合物合成方法
1.1.1参考文献[5]用苯胺代替氨水，合成漆酚苯胺醛缩聚物（PUA）。
1.1.2漆酚钆聚合物和漆酚苯胺钆聚合物（分别简记为PUG和PUAG）的合成
在装有冷凝管、温度计和搅拌器的三口烧瓶中加入计算量的漆酚（或PUA）和三氯化钆乙醇溶液，在82℃左右回流1.5小时后，分出体系中的乙醇，加入适量的二甲苯，继续加热到110－120℃后停止反应，产物为PUG（PUAG和PUFG）。
2 结果与讨论
2.1 XPS U、GdCl3及两种聚合物的XPS数据见表1。从表1可看出，在PUG和PUAG中都出现两个O1s的电子结合能，表明这两种聚合物中都有两种不同化学环境的氧原子。在 PUG和PUAG中Gd3d5、Gd4d5和Cl2p的电子结合能也都有两种,这说明在PUG和PUAG中GdCl3一部分与U、PUA中的氧原子发生配位反应，另一部分是负载在聚合物中。聚合物PUAG中N1s的电子结合能为399.7eV，与本征聚苯胺中苯式单元N1s的电子结合能399.5eV［6］相一致，说明在PUAG聚合物中是酚羟基上的氧原子与Gd3+发生配位反应，而不是苯胺上的氮原子。
2.2红外光谱 U、PUG、PUA和PUAG的红外光谱见图1(图略)。漆酚(U)在3448cm-1处出现酚羟基伸缩振动强吸收峰υO－H，而U与甲醛、苯胺的缩聚物PUA在3300～3600 cm-1处出现宽而钝的吸收峰。与U（ PUA）相比，PUG（PUAG）在3300～3600 cm-1处出现的吸收峰向低波数方向移动。U（ PUA）与Gd(Ⅲ)的配位反应，既可发生在同一分子内的羟基内，也可发生在不同分子的羟基之间从而形成结构复杂的网状体型聚合物〔8〕，在红外光谱上表现为：（1）漆酚侧链上孤立双键υ－CH＝CH－的特征吸收峰在PUA、PUG和PUAG中明显减弱甚至消失;（2）漆酚共轭双键特征吸收峰968、945 cm-1仅在PUG中出现一弱峰，而代表共轭三烯的991吸收峰在PUG和PUAG中也很弱。XPS和IR结果表明，U和PUA与Gd(Ⅲ)发生配位反应后，其侧链进一步交联聚合成为高聚物。
2.3动态机械热分析 两种聚合物的DMTA曲线见图2（图略）。从图2可看出，PUG和PUAG两条弹性模时E′走向相似。从分子热运动观点出发，聚合物材料温度升高分子热运动加快，链段逐渐变柔顺，因此弹性模量下降；当温度超过某一温度时，聚合物发生分子内交联，聚合物刚性增加。从图中看出，这些试样模量增大约一个数量级，当温度超过290℃左右时，聚合物分子内交联趋于完成，模量增加变缓，同时模量趋于平缓的温区较大，说明这些聚合物具有很好的温度稳定性。
2.4 TG-DSC PUG和PUAG的TG-DSC曲线见图3（图略）。由图3 TG曲线可看出，两种聚合物的热分解均是一步进行，其DSC曲线上都有一个中等强度的吸热峰与之相对应；温度在400－500℃之间，热失重最快，峰终温度为600℃时， PUG和PUAG剩余质量约为8％和43％，说明漆酚苯胺醛缩聚物与金属反应后的PUAG较漆酚单体直接与金属反应的PUG失重率低，即PUAG的耐热性较PUG高。
Synthesis and characterization of gadolinium-containing urushiol-based polymers
Xu Yanlian Lin Jinhou Hu Binghuan
( College of Chemistry and Materials Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350007,China)
(0591-3443871, ylxu@fjnu.edu.cn)
Abstract Two Gd-containing urushiol-based polymers, including urushiol-Gd polymer (PUG) and urushiol-aniline-Gd polymer (PUAG), were obtained by the reaction of GdCl3 and urushiol or urushiol- aniline-formaldehyde condensation polymer. Indicated by the characterization of IR, XPS, dynamic mechanical thermo-analyzer (DMTA) and DSC-TG, there are the coordination between Gd(III) and oxygen atom phenolic of hydroxyl group within the polymers. Moreover, the further crosslinking reaction take place within the side chain of the urushiol-based polymers and result in the higher modulus and improved thermal stability of the polymers. The heat resistant of PUAG is better than PUG.
Key words urushiol, gadolinium trichloride, polymer |
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2006-09-07 14:17:10 |
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