PAMAM树枝状大分子在水性聚氨酯合成中的应用研究_王学川
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聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的应用陈谡(02300002)摘要:聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子是目前树状大分子化学中研究较为成熟的一类,是三种已经商品化的树状大分子之一,其功能化和应用是目前树状大分子领域的热点。
PAMAM已在多个领域显示出良好的应用前景。
本文主要对PAMAM在表面活化、载体、膜材料、絮凝剂等方面的应用进行阐述。
关键词:聚酰胺-胺(PAMAM);树状大分子;功能化;应用。
树状大分子(Dendrimer) 是当前正在蓬勃发展的新型合成高分子。
近年来,随着对树枝状大分子各方面研究的不断深入,其许多独特的性质引起相关领域普遍关注。
由于这类化合物研究的迅猛发展,美国化学文摘从第116 卷起在普通主题索引中新设专项标题(Den2drimic Polymers) 。
在1993 年美国丹佛召开的美国化学会全国会议上和在2002 年北京召开的国际纯粹和应用化学联合会( IUPAC) 的世界高分子会议上,树枝形大分子被列为五大主题之一。
聚酰胺胺(PAMAM)树状大分子是目前研究最广泛,最深入的树状大分子之一,它既具有树状大分子的共性,又有自身特色.聚酰胺胺(PAMAM)树状分子的特点是:精确的分子结构,大量的表面官能团,分子内存在空腔,相对分子质量可控性,分子量分布可达单分散性,分子本身具有纳米尺寸,高代数分子呈球状.聚酰胺胺(PAMAM)树状分子的结构特点使其具有独特的性质:良好的相容性,低的熔体粘度和溶液粘度,独特的流体力学性能和易修饰性。
自1985 年PAMAM 树状分子首次出现以来,有关PAMAM 树状分子的研究工作十分活跃,尤其是近10 年来,关于PAMAM 树状分子合成和应用研究的报道更是快速增长。
PAMAM 树状大分子在药物载体、纳米复合材料、纳米反应器、毛细管气相色谱固定相、废水处理、乳化炸药稳定剂、催化剂、高分子材料的流变学改性剂、光电传感、液晶、单分子膜、基因载体等多方面已显示出广阔的应用前景。
精 细 石 油 化 工SPECIALITY PETROCHEMICALS 第37卷第4期2020 年7 月42聚酰胺-胺(PAMAM )树状大分子的合成与硅阻垢性能研究肖丽华1,丁秋炜2**,韩玉贵1,王素芳2,苑玉静1,靳晓霞2收稿日期:2020 04 01;修改稿收到日期:2020 06 18。
作者简介:肖丽华( 1975 ),女,高级工程师,主要从事油田化学驱技术相关研究。
基金名称:国家科技重大专项(编号:2016ZX05058-003-002)。
* 通信联系人,E-mail : dingqw4@cnooc. com. cn(1.中海石油(中国)天津分公司渤海石油研究院,天津300450;2.中海油天津化工研究设计院有限公司,天津300131)摘要:以乙二胺、丙烯酸甲酯为原料,合成了 0. 5〜2.0代树枝状大分子聚酰胺-胺(PAMAM )并通过红外谱图和核磁谱图分析、验证了合成产品的结构。
采用静态阻硅垢实验考察了在60 C 下,0. 5〜2. 0G PAMAM对模拟三元复合驱体系含硅溶液的阻硅垢效果,实验结果表明,24 h 后空白溶液中溶解硅的质量浓度为210 mg/L 左右,加人1. 0G PAMAM 后溶解硅的质量浓度分别提高到500 mg/L 左右。
通过扫描电子显微镜(SEM )和X 射线衍射(XRD )分析了含硅溶液空白硅垢和添加了 1. 0G PAMAM 硅垢,通过实验结果推断,含端氨基的1.0G 与2. 0G 产品的阻硅垢机理是阻碍了液体中硅垢晶体生长过程。
关键词:树枝状大分子三元复合驱阻硅垢中图分类号:O633. 22文献标识码:A20世纪80年代初,国外学者在二元复合驱 基础上开发了一种新型采油技术三元复合驱(ASP )。
ASP 复合体系由碱、表面活性剂和聚合物按适当比例混合组成[1]。
三元复合驱采油技术已成为油田稳产、增产的重要措施,但同时注入地 层中的碱与某些岩石矿物组分会发生化学反应, 生成硅铝酸盐垢,堵塞油层孔隙结构,反而减少了驱油剂波及面,降低采收率。
树形大分子聚酰胺—胺(PAMAM)的分子识别及其对ATP催化水解研究引言:树形大分子聚酰胺—胺(Poly(amidoamine) dendrimers,PAMAM)是一类性质独特且具有广泛应用潜力的大分子。
在生物医学领域中,PAMAM可用于药物输送、基因传递等方面。
本文将介绍PAMAM的分子识别特性,并重点探究其在ATP催化水解中的应用研究。
一、PAMAM分子的结构特点PAMAM是一种具有分枝结构的聚合物,它的分子结构由核心单元、生成单元和末端基团组成。
核心单元通常由氨基化合物组成,生成单元则是通过重复反应将分枝延伸。
末端基团则可以根据需要进行修饰。
由于其分枝结构的特点,PAMAM具有较高的分子密实度和分子溶液性能,使其在分子识别方面具有潜在的应用价值。
二、PAMAM的分子识别特性PAMAM的分枝结构和末端基团的特点赋予了其良好的分子识别能力。
研究发现,PAMAM可以通过静电相互作用、氢键和疏水相互作用等多种方式与其他分子相互作用,从而实现分子的识别。
其中,静电相互作用是PAMAM分子识别的主要驱动力。
通过引入不同的末端基团,可以调节PAMAM分子的亲/疏水性和电荷特性,进一步增强其与目标分子的相互作用能力。
这使得PAMAM具有广泛应用于分子传感、药物筛选和生物分离等领域的潜力。
三、PAMAM在ATP催化水解中的应用研究ATP是细胞内的一种重要生物分子,参与了能量转换和代谢过程。
其催化水解过程对维持细胞活动至关重要。
因此,研究ATP催化水解机理对于理解细胞活动具有重要意义。
近年来,研究者发现PAMAM可以作为ATP催化水解的新型催化剂。
其酸性末端基团具有与ATP磷酸基团之间的静电相互作用,从而能够有效地催化ATP水解反应。
研究结果显示,PAMAM催化ATP 水解具有高催化效率和较低的能垒,且能在生理条件下实现催化。
这为PAMAM在生物医学领域中应用ATP水解催化提供了新的思路。
结论:PAMAM是一种具有分枝结构和优秀分子识别特性的大分子。
聚酰胺-胺(PAMAM)在轻化工中的研究进展王学川;秦媛媛;王海军【摘要】聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状大分子凭借其独特的物理和化学性质成为聚合物材料的热点领域之一.阐述了末端基团为氨基、羟基和羧基的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成方法,以及目前对聚酰胺-胺树枝状大分子常见的改性途径,如封端改性、表面接枝改性、共混及交联.详细介绍了聚酰胺-胺树枝状大分子在皮革、造纸和织物染色及整理等领域的应用现状,并指出合成分子尺寸完全可控的聚酰胺-胺树枝状大分子并与纳米技术相结合为未来的发展方向.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2014(033)003【总页数】4页(P178-181)【关键词】树枝状大分子;聚酰胺-胺;废水处理;织物整理【作者】王学川;秦媛媛;王海军【作者单位】陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TS03;TQ323.60 引言树枝状大分子聚酰胺-胺(PAMAM)由于具有结构规整、高度几何对称、高支化、单分散性及高密度表面官能团等一系列独特的性质,引起许多领域研究人员的极大兴趣和关注,成为聚合物材料的热点领域之一。
与传统的线性聚合物相比,它具有低黏度、良好的相容性以及高流变性,并且能够根据不同的需求严格控制、设计PAMAM的结构、大小、官能团的特点。
正是由于这些优良的性质,它已应用于催化剂、纳米材料、表面活性剂、生物医药等领域并显示出广阔的应用前景[1]。
1985年,Tomalia等[2]报道利用用氨、丙烯酸甲酯、乙二胺等化学物质采用发散法合成了树枝状大分子PAMAM,引起了研究者的广泛关注。
人们发现随着代数增加,官能团成指数增加,PAMAM可形成较为紧密的球形状的三维结构;并且其外围大量的活泼基团可以通过和金属离子、活泼官能团发生作用,修饰PAMAM使其成为一种功能性聚合物[3]。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2014年第33卷第2期・432・化工进展水性聚氨酯亲水性扩链剂的研究进展王学川,任静,强涛涛(陕西科技大学合成革与皮革绿色化学品研究所,陕西西安 710021)摘要:水性聚氨酯在涂料、医学、胶黏剂等领域都有着广泛的应用,而扩链剂是合成聚氨酯的一种关键原料。
在扩链剂上引入某些特征基团就会对聚氨酯的性能产生一定的影响,亲水性扩链剂可以使水性聚氨酯具有良好的分散性或自乳化性能。
羧酸型和磺酸型亲水扩链剂是目前使用较为普遍的阴离子型亲水扩链剂材料。
该文简述了扩链剂的定义、作用以及亲水性扩链剂的种类,综述了羧酸型和磺酸型亲水扩链剂的研究进展,详细分析了磺酸型水性聚氨酯的高耐水性、高柔软性,高固含量等性能以及相比于羧酸型水性聚氨酯在各方面性能上的优势。
文中还简述了非离子型亲水扩链剂和两性亲水扩链剂的研究进展,并就成本、合成路线及环保方面对亲水性扩链剂的发展趋势作了展望。
关键词:水性聚氨酯;亲水扩链剂;磺酸型;羧酸型中图分类号:TQ 612.9 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2014)02–0432–07DOI:10.3969/j.issn.1000-6613.2014.02.029Research progress in waterborne polyurethane hydrophilic chain extenderWANG Xuechuan,REN Jing,QIANG Taotao(Green Chemicals for Leather & Synthetic Leather,Shaanxi University of Science & Technology,Xi’an710021,Shaanxi,China)Abstract:Waterborne polyurethane is widely used in many fields,such as coating,medicine and adhesive,and chain extender is one of the key raw materials for the synthesis of polyurethane. Groups introduced on the chain extender with certain characteristics will affect the performance of polyurethane,hydrophilic chain extender can provide waterborne polyurethane good dispersion and emulsification. Currently carboxylic acid and sulfonic acid hydrophilic chain extenders are commonly used materials of anionic chain extenders.In this paper,the definition and function of the chain extender,the kinds of hydrophilic chain extenders were briefly described. The research progress in carboxylic acid and sulfonic acid hydrophilic chain extenders were summarized,the differences in the performance of carboxylic acid and sulfonic acid of waterborne polyurethanes were analyzed in detail.The high water resistance,high flexibility,high solid content and other properties of sulfonic acid type waterborne polyurethane are analyzed in detail,and compared to carboxylic acid type waterborne polyurethane in the performance advantages of all aspects. The research progress in nonionic hydrophilic and amphoteric hydrophilic chain extenders were briefly described,and the development trend of hydrophilic chain extender in the cost,the synthetic route and environmental aspects was also discussed.Key words:waterborne polyurethane;hydrophilic chain extender;carboxylic acid;sulfonic acid收稿日期:2013-08-15;修稿日期:2013-09-26。
新型材料—树枝状高分子(PAMAM)在污水处理方面的有效应用近年来,随着经济的发展,环境污染日趋严重,“污水”两个字也再没有离开过公众的视野,不管是前些日子被炒的沸沸扬扬的“网民悬赏环保局长下污水河游泳事件”,“地下排污事件”,还是全国两会上,大量委员关于水污染问题的提案……所有这一切都在敲打着国人的神经,警示着中国的诸多企业,污水处理问题究竟该何去何从?1985年,美国化学家Tomalia DA博士利用发散法首次合成PAMAM树枝状高分子,此后二十几年,该产品的研发生产一直被国外五大企业所垄断。
相对于传统水处理药剂,PAMAM树枝状高分子是一种高效脱色絮凝剂,对高浓度、高色度的污染废水具有用量少、pH 值应用范围宽、脱色率高、操作简便,经过处理后的水可以二次使用等优点,具体为:1、树枝状高分子(PAMAM)在含油废水处理方面具备优异的性能:研究表明在PH=6,水温25℃,投药量为15-20mg/L时,树枝状高分子PAMAM-G3.0的污水可达到最佳处理效果,实现99.9%的除污率。
同时伴随PAMAM代数升级(G4.0,G5.0……),其除污效果将更好。
2、树枝状高分子(PAMAM)在印染废水处理中同样性能优异:印染废水因高COD、高色度、有机成分复杂、微生物降解程度低等特点,传统药剂处理起来相对非常困难。
而PAMAM在偏酸条件下,用量50mg/L时,脱色率可达到96.4%,COD去除率达92.7%。
伴随PAMAM代数升级(G4.0,G5.0……),其除污效果也将更好。
3、树枝状高分子(PAMAM)在重金属废水处理中的有效应用,当溶液的pH=9时,PAMAM树状大分子对Cu2+的吸收率为100%。
作为国内首家树枝状高分子新材料研产销一体化高新企业,截止目前也是亚洲唯一一家的威海晨源化工新材料有限公司,在立足为北京大学、清华大学、中国科学院等众多高校提供树枝状高分子材料,用于科学实验之后,现已开始将树枝状高分子(PAMAM)新材料产业化,誓为国内环境改善和企业污水处理等诸多方面做出应有的贡献!。