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基于双重氮杂环的新型高分子交联策略
发布时间:2021-05-06     作者:wyf   分享到:

基于双重氮杂环的新型高分子交联策略

聚合物交联网络具有众多优异的性能。有鉴于此,发展高效的聚合物交联策略,引起了合成化学家广泛的研究兴趣。目前广泛采用的交联手段,是将含交联基元的单体与其他单体进行共聚合。而对于不含交联点的脂肪族聚合物(如聚乙烯、聚丙烯等),尽管可通过高能γ射线辐射,产生自由基进行交联,但该方法的普适性和可控性具有明显的缺陷。因此,对于该类低官能度高分子的可控交联,仍是该领域所面临的一个重大挑战。

一种基于双重氮杂环(bis-diazirine)的新型聚合物交联剂(见图1)。它能在温和可控(100 °C加热或350 nm紫外光照)的条件下分解,形成两个游离卡宾,通过双重碳氢键的活化而产生交联。该策略突破了低官能度脂肪族聚合物难以交联的局限,可应用于低表面能材料的高效黏合等领域。

对交联剂的分子结构进行了精心筛选,获得了性能优异的双重氮杂环交联剂3(见图1)。通过凝胶渗透色谱等手段进行表征,证明该交联剂能使不同类型的聚合物(如液态石蜡、聚二甲基硅氧烷、高密度聚乙烯、聚乙烯醇等)产生交联。需要强调的是:即使对于传统方法难以实现交联的线型聚丙烯,该方法也可实现高效交联。

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1. 基于双重氮杂环的新型高分子交联策略。 (A) 由紫外光或热引发的重氮杂环分解反应;(B)在紫外光或热作用下双重氮杂环与聚乙烯的交联反应; (C)双重氮杂环交联剂的结构。

在此基础之上,进一步探索了交联剂3作为高密度聚乙烯(HDPE)黏合剂的应用潜力(见图2)。众所周知,HDPE材料具有极低的表面能,即使采用商业化的万能胶,也很难实现HDPE之间的高效黏合。与之相比,交联剂3在对HDPE粘结力的测试中,表现出极为优越的黏合性能,其内在机制源于交联剂与HDPE表面发生了不可逆的共价结合。

双重氮杂环型交联剂不仅可作为黏合剂,同时在油漆和涂料等领域也展现出潜在的应用价值。此外,对于纤维素和木质素等生物大分子,这种交联策略也可以解决其缺乏有效交联官能团的短板,为新型生物质功能材料的发展提供一种便捷高效的途径。

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2. 双重氮杂环交联剂对聚乙烯产生黏合特性的机理图。

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穿膜肽-蛋白微球二联偶联物/BSA-NS

穿膜肽-抗体-蛋白微球三联偶联物

异型双功能蛋白交联剂N-唬拍酞胺-3-(2-毗吮二硫)-丙酸醋(SPDP)

穿膜肽-β-葡萄糖苷酶偶联物

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CD56+CD16+NK细胞

新型长侧链双羧基功能单体N-(p-乙烯基苄基)-N,N-[2-(3-羧基丙酰氧基)乙基]

N,N'-亚甲基双丙烯酰胺-多孔聚偏二氟乙烯膜

分子印迹聚合物复合膜

对链球菌-Tactin树脂交联剂

小编:wyf 05.06

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