超分子聚合物

章节摘录

版权页：   插图：    4.1 引 言 对于研究对象而言，传统化学研究的是原子如何通过共价键构成分子；而超分子化学则研究如何通过分子之间非共价键相互作用，自组装成分子聚集体。这些分子聚集体在拓扑学和实际应用方面都具有非常重要的作用。就制备方法来说，传统高分子聚合通过共价键将重复单元连接在一起；而本章所讨论的超分子聚合则借助分子问弱的非共价键相互作用使单体在溶液中自组装来“合成”高分子聚合物。这不仅是高分子合成化学领域的最新进展之一，也是当前高分子科学领域内的研究热点。从涵盖范围上来讲，超分子聚合物有狭义和广义之分。狭义的超分子聚合物是小分子单体借助非共价键相互作用（包括氢键、兀一兀堆积作用、亲水憎水作用、金属配位作用、静电作用、电荷转移作用等）自组装而得到的聚合物，其重复单元之间只有非共价键相互作用力；广义的超分子聚合物还包括从大分子自组装而得到的聚合物、准聚轮烷和聚轮烷。在这里，我们只讨论狭义上的超分子聚合物，即由小分子自组装而形成的超分子聚合物。 之所以要进行超分子聚合物方面的研究，原因主要有以下几点：第一，利用非共价键相互作用力来制备聚合物的理论日益成熟。第二，实际研究发现•非共价键相互作用的可逆性在溶液中体现为热响应性，这赋予超分子聚合物比传统高分子材料更好的热加工性：随着外界温度的升高，超分子聚合物发生降解，黏度降低，流动性增加；而当温度降低时，聚合物再一次形成。第三，非共价键相互作用的可逆性使得超分子聚合物具有自我修复能力。第四，由于非共价键相互作用力的引入，利用超分子聚合的方法可以制备一些通过传统的高分子化学所不能制备的聚合物。第五，通过合理的分子设计，可以利用超分子聚合物制备一些环境响应型材料。第六，除了上面提到的特性之外，由于非共价键相互作用的引人，超分子聚合物是否还具备其他一些独特的性能呢？这些性能是否有什么独特应用呢？这些也会使人们对超分子聚合物的研究产生浓厚的兴趣。 目前，超分子聚合物已经在某些方面有了具体的应用。例如，某些氢键型超分子聚合物可用于遥爪齐聚物的制备或对现有聚合物的改性。荷兰的Meijer研究小组已经在进行超分子聚合物的商业化工作。另外，超分子聚合物体系也为理论高分子学者提供了很好的研究体系，超分子聚合物的热力学本质使得其理论研究中不必考虑传统高分子必然涉及的动力学。基于非共价键相互作用来设计与制备具备新颖结构和性能的超分子聚合物已经受到世界上普遍的重视，并已成为高分子科学和超分子化学的重要发展方向。近几年在美国化学会每年举行的两次全国会议上，其高分子分会专门设立此方向的分会场就充分说明了这一点。考虑到超分子聚合物研究的重要性，超分子聚合物被国家自然科学基金委确定为“十一五”规划的择优支持领域。 根据重复单元间主要的非共价键相互作用力，超分子聚合物主要可分为四类：基于多重氢键的超分子聚合物、基于π—π堆积相互作用的超分子聚合物、金属配位超分子聚合物和基于主客体互穿结构的超分子聚合物。下面就按这四个方面对超分子聚合物领域内的进展做一总结。

内容概要

1973年生，弗吉尼亚理工大学博士，2005年12月起任浙江大学化学系教授。为解决难降解传统高分子所造成的白色污染，实现高分子加工过程中的节能减排和制备高分子智能材料，致力于基于主客体分子识别构筑超分子聚合物的研究。

书籍目录

第1章  准轮烷、轮烷和索烃
  1．1  引言
  1．2  准轮烷和轮烷的合成和应用
  1．2．1  统计学缠绕法制备准轮烷和轮烷
  1．2．2 化学转移法制备准轮烷和轮烷
  1．2．3 基于氢键作用制备准轮烷和轮烷
  1．2．4  基于亲水一疏水相互作用制备准轮烷和轮烷
  1．2．5  基于金属配位作用制备准轮烷和轮烷
  1．2．6  基于π-π堆积相互作用和电荷转移制备准轮烷和轮烷
  1．3  索烃的合成和应用
  1．4  结论与展望
  参考文献
第2章  准聚轮烷、聚轮烷和聚索烃
  2．1  引言
  2．2  准聚轮烷和聚轮烷的合成和应用
  2．2．1  主链准聚轮烷和聚轮烷的合成和应用
  2．2．2  侧链准聚轮烷和聚轮烷的合成和应用
  2．2．3  其他准聚轮烷和聚轮烷及相关结构的合成和应用
  2．3  聚索烃的合成和应用
  2．4  结论与展望
  参考文献
第3章  超分子大分子
  3．1  引言
  3．2  超分子大分子的合成和应用
  3．2．1  基于离子相互作用制备超爽分子大分子
  3．2．2  基于氢键作用制备超分子大分子
  3．2．3  基于金属配位作用制备超分子大分子
  3．2．4  基于主客体络合作用制备超分子大分子
  3．3  结论与展望
  参考文献
第4章  小分子自组装构筑超分子聚合物
  4．1  引言
  4．2  超分子聚合物的合成和应用
  4．2．1  基于多重氢键作用制备超分子聚合物
  4．2．2  基于金属配位作用制备超分子聚合物
  4．2．3  基于π-π堆积相互作用制备超分子聚合物
  4．2．4  基于主客体络合作用制备超分子聚合物
  4．3  结论与展望
  参考文献

作者简介

《超分子聚合物》主要介绍了在各种非共价键相互作用力的驱动下，超分子聚合物的合成方法、研究前沿及应用前景。除介绍自己在这一领域内所做的工作的总结外，《超分子聚合物》还有机地结合了世界上其他相关科技工作者的最新研究成果，学术价值及应用价值极高。《超分子聚合物》共分为四个章节。第一章：准轮烷、轮烷和索烃的合成与应用；第二章：准聚轮烷、聚轮烷和聚索烃的合成与应用；第三章：通过离子相互作用、氢键、金属配位、主客体络合制备超分子大分子（传统大分子的超分子修饰）；第四章：由小分子自组装来制备超分子聚合物。

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