环基高分子缩聚体系的统计特征

doi:10.7503/cjcu20220561

高等学校化学学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 20220561.doi: 10.7503/cjcu20220561

环基高分子缩聚体系的统计特征

李江涛¹, 赵欣欣¹, 顾芳¹(), 王海军¹^,²^,³()

^1.河北大学化学与材料科学学院
^2.河北省化学生物学重点实验室
^3.药物化学与分子诊断教育部重点实验室, 保定 071002

收稿日期:2022-08-23 出版日期:2023-04-10 发布日期:2022-09-19
通讯作者: 顾芳,王海军 E-mail:fanggu@hbu.edu.cn;whj@hbu.edu.cn
基金资助:
河北省自然科学基金(B2022201050);河北省省级研究生示范课程项目(KCJSX2021007);河北大学研究生创新资助项目(HBU2022bs001)

Statistical Properties of Ring-based Polymers Formed in Polycondensation Systems

LI Jiangtao¹, ZHAO Xinxin¹, GU Fang¹(), WANG Haijun¹^,²^,³()

^1.College of Chemistry and Material Science
^2.Chemical Biology Key Laboratory of Hebei Province
^3.Key Laboratory of Medicinal Chemistry and Molecular Diagnosis，Ministry of Education，Hebei University，Baoding 071002，China

Received:2022-08-23 Online:2023-04-10 Published:2022-09-19
Contact: GU Fang, WANG Haijun E-mail:fanggu@hbu.edu.cn;whj@hbu.edu.cn
Supported by:
the Natural Science Foundation of Hebei Province, China(B2022201050);the Postgraduate Model Course of Hebei Province, China(KCJSX2021007);the Post-graduate’s Innovation Found Project of Hebei University, China(HBU2022bs001)

1. ESM to 20220561.pdf(228KB)

摘要/Abstract

摘要：

针对由 $R B f$ 型环形高分子和 $A B g$ 型单体构成的环基高分子缩聚体系, 从环基高分子的尺寸分布导出相应的高分子矩, 进而给出环基高分子的数均分子量和重均分子量以及多分散指数等物理量. 在此基础上, 集中探讨了两类反应物的摩尔比、环形高分子的官能度及聚合度(分子量)对环基(环基链状和环基支化)高分子性质的影响. 鉴于环形高分子对环基高分子相关特征的贡献可以发生主次转变, 进而根据其数均分子量得到发生转变的反应程度. 结果表明, 环基高分子的多分散指数随着环形高分子官能度的增加而单调降低, 但与反应物的摩尔比无关, 而表征环形高分子贡献发生逆转的反应程度则与其官能度、聚合度及反应物的摩尔比密切相关. 相关研究可为阐明环基高分子缩聚反应体系的统计特征提供有益的线索.

关键词: 环基高分子, 重均分子量, 多分散指数, 尺寸分布

Abstract:

We present statistical properties of ring-based polymers formed in the polycondensation system consisting of ring polymers of $R B f$ type and monomers of $A B g$ type. The number- and weight-average molecular weights as well as polydispersity index of ring-based polymers are explicitly given. Furthermore， the effect of the molar ratio of reactants， the functionality and degree of polymerization of ring polymers on the average properties of ring-based linear and branched polymers are carried out. Consequently， a critical conversion is proposed， at which an inversion in the contribution of ring polymers to average properties of ring-based polymers takes place. Meanwhile， the polydispersity index of ring-based polymers decreases with functionality but does not depend on the molar ratio of reactants， while the critical conversion is closely related to all the above-mentioned factors. It is expected that the present results would be useful to elucidate the average properties of ring-based polymers prepared in the system under consideration.

Key words: Ring-based polymer, Weight-average molecular weight, Polydispersity index, Size distribution

中图分类号:

O631

TrendMD:

李江涛, 赵欣欣, 顾芳, 王海军. 环基高分子缩聚体系的统计特征. 高等学校化学学报, 2023, 44(4): 20220561.

LI Jiangtao, ZHAO Xinxin, GU Fang, WANG Haijun. Statistical Properties of Ring-based Polymers Formed in Polycondensation Systems. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(4): 20220561.

图/表 2

参考文献 44

1	Benmouna M.， Maschke U.， Semlyen J. A.， Ed.， Cyclic Polymers（Second Edition）， Kulwer Academic Publishers， Dordrecht， 2000， 741—790
2	Haydukivska K.， Blavatska V.， Phys. Rev. E， 2018， 97（3）， 032502
3	Rosa A.， Everaers R.， Eur. Phys. J. E， 2019， 42（1）， 7
4	Roh E. J.， Kim J. M.， Baig C.， Polymer， 2019， 175（26）， 107—117
5	Fu C. L.， Sun Z. Y.， Li H. F.， An L. J.， Tong Z.， Polymer， 2008， 49（17）， 3832—3837
6	Gil⁃Ramírez G.， Leigh D. A.， Stephens A. J.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2015， 54（21）， 6110—6150
7	Hart L. F.， Hertzog J. E.， Rauscher P. M.， Rawe B. W.， Tranquilli M. M.， Rowan S. J.， Nat. Rev. Mater.， 2021， 6（6）， 508—530
8	Wu Z. T.， Zhou J. J.， Chin. J. Polym. Sci.， 2019， 37（12）， 1298—1304
9	Hossain M. D.， Reid J. C.， Lu D. R.， Jia Z. F.， Searles D. J.， Monteiro M. J.， Biomacromolecules， 2018， 19（2）， 616—625
10	Zhu L. J.， Wang X. Y.， Li J. F.， Wang Y. W.， Macromol. Theory Simul.， 2016， 25（5）， 482—496
11	Lang M.， Fischer J.， Sommer J. U.， Macromolecules， 2012， 45（18）， 7642—7648
12	Zhang G. J.， Zhang J. G.， Polymer， 2020， 196（20）， 122475
13	Berg J. M.， Tymoczko J. L.， Stryer L.， Biochemistry（Fifth Edition）， W. H. Freeman and Company， New York， 2002， 117—142
14	Everaers R.， Grosberg A. Y.， Rubinstein M.， Rosa A.， Soft Matter， 2017， 13（6）， 1223—1234
15	Ge T.， Panyukov S.， Rubinstein M.， Macromolecules， 2016， 49（2）， 708—722
16	Takano A.， Ohta Y.， Masuoka K.， Matsubara K.， Nakano T.， Hieno A.， Itakura M.， Takahashi K.， Kinugasa S.， Kawaguchi D.， Takahashi Y.， Matsushita Y.， Macromolecules， 2012， 45（1）， 369—373
17	Miao Z. H.， Kubo T.， Pal D.， Sumerlin B. S.， Veige A. S.， Macromolecules， 2019， 52（16）， 6260—6265
18	Ye J.， Xu J.， Hu J. M.， Wang X. F.， Zhang G. Z.， Liu S. Y.， Wu C.， Macromolecules， 2008， 41（12）， 4416—4422
19	Gooßen S.， Brás A. R.， Krutyeva M.， Sharp M.， Falus P.， Feoktystov A.， Gasser U.， Hintzen W. P.， Wischnewski A.， Richter D.， Phys. Rev. Lett.， 2014， 113（16）， 168302
20	Sakaue T.， Phys. Rev. Lett.， 2011， 106（16）， 167802
21	Smrek J.， Grosberg A. Y.， J. Phys.： Condens. Matter， 2015， 27（6）， 064117
22	Gartner T. E.， Haque F. M.， Gomi A. M.， Grayson S. M.， Hore M. J. A.， Jayaraman A.， Macromolecules， 2019， 52（12）， 4579—4589
23	Sheng J. F.， Luo K. F.， Phys. Rev. E， 2012， 86（3）， 031803
24	Jiang J.， Xu X. F.， Cao D. P.， Phys. Rev. E， 2012， 86（4）， 041805
25	Li B.， Sun Z. Y.， An L. J.， Wang Z. G.， Macromolecules， 2015， 48（23）， 8675—8680
26	Magerl D.， Philipp M.， Metwalli E.， Gutfreund P.， Qiu X. P.， Winnik F. M.， Buschbaum P. M.， ACS Macro. Lett.， 2015， 4（12）， 1362—1365
27	Zhu Z. T.， Gao H. H.， Hu W. B.， Acta Polym. Sin.， 2017， 9， 1471—1478
	朱子霆，高欢欢，胡文兵. 高分子学报， 2017，（9）， 1471—1478
28	Chen W. D.， Chen J. Z.， Liu L. J.， Xu X. L.， An L. J.， Sci. China Chem.， 2014， 44（3）， 320—326
	陈文多，陈继忠，刘立军，徐晓雷，安立佳. 中国科学：化学， 2014， 44（3）， 320—326
29	Su J. Y.， Zhang L. X.， Liang H. J.， J. Chem. Phys.， 2008， 129（4）， 044905
30	Xiao H. Y.， Luo C. F.， Yan D. D.， Sommer J. U.， Macromolecules， 2017， 50（24）， 9796—9806
31	Wang W.， Biswas C. S.， Huang C. C.， Zhang H.， Liu C. Y.， Stadler F. J.， Du B.， Yan Z. C.， Macromolecules， 2020， 53（2）， 658—668
32	Yang Y. B.， Sun Z. Y.， Fu C. L.， An L. J.， Wang Z. G.， J. Chem. Phys.， 2010， 133（6）， 064901
33	Zhou Y. C.， Hsiao K. W.， Regan K. E.， Kong D. J.， McKenna G. B.， Robertson⁃Anderson R. M.， Schroeder C. M.， Nat. Comm.， 2019， 10（1）， 1753
34	Yang Y. B.， Sun Z. Y.， Chem. J. Chinese Universities， 2011， 32（2）， 389—394
	杨永彪，孙昭艳. 高等学校化学学报， 2011， 32（2）， 389—394
35	Li J. T.， Gu F.， Yao N.， Wang H. J.， Liao Q.， ACS Macro Lett.， 2021， 10（9）， 1094—1098
36	Xing H.， Li Z. D.， Wang W. B.， Liu P. R.， Liu J. K.， Song Y.， Wu Z. L.， Zhang W. K.， Huang F. H.， CCS Chem.， 2019， 2（1）， 513—523
37	Dehaghani Z. A.， Chubak I.， Likos C. N.， Ejtehadi M. R.， Soft Matter， 2020， 16（12）， 3029—3038
38	Wang X. W.， Zhang W. B.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2017， 56（45）， 13985—13989
39	Xu L. J.， Zhang W. B.， Sci. China Chem.， 2018， 61（1）， 3—16
40	Yan D. Y.， Zhou Z. P.， Jiang H.， Wang G. J.， Macromol. Theory Simul.， 1998， 7（1）， 13—18
41	Yan D. Y.， Zhou Z. P.， Macromolecules， 1999， 32（3）， 819—824
42	Zhou Z. P.， Yan D. Y.， Polymer， 2000， 41（12）， 4549—4558
43	Zhou Z. P.， Hao T. F.， Acta Polym. Sin.， 2017，（2）， 143—154
	周志平，郝桐帆. 高分子学报， 2017，（2）， 143—154
44	Zhao Z. F.， Li Y. F.， Yao N.， Wang H. J.， Ba X. W.， Polymer， 2014， 55（2）， 686—697

[1]	芦思珉, 于汝佳, 龙亿涛. 基于石英纳米孔道的单颗粒尺寸分布分析[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(11): 2281.
[2]	王倩倩,尹露萍,顾芳,王海军. 分批投料模式下加核自缩合乙烯基体系的Monte Carlo模拟[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(10): 2241.
[3]	赵东辉, 姜振华, 汤心颐. 非线型缩聚物的重均分子量[J]. 高等学校化学学报, 1992, 13(5): 701.

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Statistical Properties of Ring-based Polymers Formed in Polycondensation Systems

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