松香基聚合物相转变及其机理研究

The resonance light scattering (RLS) based on fluorescence spectrophotometer was used to study the phase behaviors of rosin based polymer, the dynamic process of conformation change of rosin-based polymer was studied at the molecular level and the conformational transition mechanism was investigated. The main research contents are as follows: 1. The mechanism of the production of rayleight light scattering spectra is discussed by studying the influence of the rosin-based polymer composition, concentration and environmental factor on the scattering spectra. The study is focused on the conformation of the polymer, the absorption properties of the polymer and their effect on scattering intensity, then the association between spectral parameters and the polymer structure is established ; 2. Resonance Light Scattering changes during the conformational transition process are analysised, the conformational changes rates and activation energy are determined to build the kinetics and thermodynamics models of conformational change and reveal the mechanism of rosin-based polymer conformational changes; 3. The results obtained from the study of the resonance light scattering method are confirmed combined with laser light scattering, electron microscopy and other methods. So a real-time tracking, high sensitivity, simple and fast spectroscopic method for investigating the rosin-based polymer conformational changes are established. This project reveals the rosin-based polymer structural changes and provides more rich, deep-level microscopic information for the dynamic process of molecular motion. The project will lay theoretical foundation for the application of the rosin-based polymer, moreover it will expand the polymer characterization techniques.

本项目提出基于聚合物的共振散射光谱方法研究松香基聚合物的构象转变，从分子水平揭示松香基聚合物构象的动态转变过程及构象转变机理，主要包括：1.通过研究聚合物组成，浓度及环境因素等对共振散射光谱的影响，探讨散射的产生机制并着重探讨聚合物的构象、吸光特性等对共振散射信号强度的影响，建立光谱特性参数与聚合物结构之间的构效关系；2.对构象转变过程中的一系列共振光散射光谱进行分析，测定聚合物构象转变速率和活化能，构建聚合物构象转变的动力学和热力学模型，揭示松香基聚合物构象转变的机理；3.结合激光光散射、电子显微镜等方法，对共振光散射方法的研究结果进行佐证，建立一种可实时跟踪松香基聚合物构象转变的无需标记、高灵敏度、简单快速的光谱学方法。本项目揭示松香基聚合物结构变化，为分子运动动态过程提供更为丰富的，深层次的微观信息，为松香基聚合物的应用奠定理论基础，同时也拓展了高分子材料的表征技术。

本项目通过设计、合成几种典型的含荧光基团的松香基单体及相应的无规共聚物作为研究体系，进而利用共振光散射法、荧光法从分子水平上研究松香基聚合物溶液中分子链的构象转变及相转变、相分离过程。本项目的主要内容概述如下：.1.利用新的催化剂和新的steglich合成方法设计合成脱氢枞酸三羟甲基丙烷酯，同时合成了马来松香单乙酯以及丙烯海松酸，对它们进行IR、UV、HPLC，ESI-MS，NMR，TG分析，从而确定其分子结构与目标产物相符。在合成过程中探讨了各种合成条件对产物纯度的影响，并通过各自适用的提纯方法得到了高纯度的可进一步聚合的单体。.2.成功制备了脱氢枞基丁二酸聚酯，脱氢枞基丙二酸聚酯，马来松香聚乙二醇酯和马来松香聚乙二醇单甲醚酯等一系列松香基聚合物，通过对产物进行表征证明得到了线型聚合物。在制备过程中通过改变溶液的种类、EDC、脱水剂用量、合成温度和时间等控制聚合物的分子量及分子量分布。.3. 利用共振散射法与表面张力法、荧光发射光谱法对不同聚合物进行临界胶束浓度的测定。并实时研究松香基聚合物溶液在变温条件下的构象转变及相转变、相分离过程，通过分子水平的分析及动力学研究讨论了松香基聚合物在外界环境下的相转变、相分离机理。.通过开展上述3个方面的工作，为揭示松香基聚合物在应用中的构象转变及相态变化，为分子运动动态过程提供更为丰富的，深层次的微观信息，为松香基聚合物后续的应用奠定理论基础，具有一定的实践意义。.本项目从立项到结题，项目组成员先后发表6篇学术论文，其中SCI收录4篇，还有3篇手稿正在投稿；参加全国学术会议1次；申请发明专利5项，其中授权2项；培养了2位研究生，其中毕业1位。.