Stereoselective Polymerization with Single-Site Catalysts pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Lisa Saunders Baugh/ Canich, Jo Ann M./ Coughlin, E. Bryan

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:

价格:2067.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781574445794

丛书系列:

图书标签:

• Polymerization
• Single-Site Catalysis
• Stereochemistry
• Polyolefins
• Coordination Polymers
• Catalysis
• Polymer Chemistry
• Macromolecules
• Organometallic Chemistry
• Asymmetric Synthesis

专著简介：先进高分子合成方法学：催化、结构与性能调控 导言：高分子科学的前沿挑战与合成策略的演进 高分子材料作为现代工业和科技的基石，其性能的精细化调控对应用领域（如新能源、生物医学、电子信息）的发展至关重要。传统的聚合方法在结构控制和功能化方面已逐渐触及瓶颈，迫切需要发展出能够实现对聚合物微观结构、拓扑构型乃至链末端进行精准控制的合成方法学。 本书《先进高分子合成方法学：催化、结构与性能调控》系统性地梳理和深入探讨了近年来在可控/活性聚合（CRP/RATP）领域取得的突破性进展。本书的重点聚焦于设计和应用新型催化体系，以期实现对聚合物分子量分布的极窄化、目标分子量的精确获取，以及复杂拓扑结构（如星形、梳形、梯度共聚物）的构建。 第一部分：可控自由基聚合（CRP）的最新进展与催化剂设计 本部分深入剖析了当前主流的可控自由基聚合技术，着重于其反应机理的深化理解和新型催化剂体系的开发。 第一章：原子转移自由基聚合（ATRP）的绿色化与高效化 本章详述了ATRP从经典的铜催化体系向更环境友好、催化剂残留更低的转化。重点讨论了均相和多相ATRP系统的最新进展，包括： 无金属或低残留催化剂体系：如使用有机光氧化还原催化剂（Organophotocatalysis）驱动的可见光诱导ATRP（VLP-ATRP）。详细阐述了光能捕获、单电子转移过程以及如何通过调整光照条件实现对聚合速率的精细开关控制。 固载化与可回收催化剂：针对工业应用中催化剂分离和回收的难题，本章系统总结了将ATRP催化活性中心锚定在聚合物载体、无机纳米粒子或离子液体上的策略，并量化评估了这些非均相体系的聚合活性和循环稳定性。 聚合机理的动力学研究：通过高精度实时监测技术（如在线质谱、傅里叶变换红外光谱），对ATRP中的激活/失活平衡常数进行了重新评估，揭示了在极端条件下（高浓度、高温）可能出现的副反应路径。 第二章：可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）的多功能应用 RAFT聚合因其对多种单体和聚合条件的宽容性，仍是高分子合成的核心工具。本章侧重于超越传统RAFT的应用拓展： 链转移剂（CTA）的结构工程：讨论了如何通过改变CTA的结构单元（如二硫代羧酸酯、黄原酸酯）来优化其链转移效率和对特定自由基的反应性，尤其是在涉及极性单体和水相体系中的应用。 RAFT在生物体系中的兼容性：深入探讨了使用水溶性CTA和温和反应条件进行生物大分子（如蛋白质、寡核苷酸）功能化修饰的策略，及其在构建生物偶联物中的作用。 动态共轭加成（SET-RAFT）：介绍了利用电子效应实现RAFT过程的新型调控手段，以及如何利用这些方法合成具有高度规整序列结构的共聚物。 第二部分：配位/开环聚合的催化体系与拓扑控制 本部分转向通过精确控制单体插入模式和链增长机制实现的聚合方法，重点关注环状单体的聚合以及对主链微观结构的影响。 第三章：新型过渡金属催化剂在烯烃聚合中的应用深化 虽然传统的茂金属催化剂在烯烃聚合中占据主导地位，但本章聚焦于开发能够赋予聚烯烃新功能的催化体系： 非贵金属催化剂的崛起：详细分析了基于铁、钴、镍等廉价金属的催化剂体系，它们在乙烯聚合中展示出独特的链迁移行为，能够调控聚合物的支化度和分子量。讨论了如何通过配体设计来稳定高价态金属中心并调控活性位点的空间构象。 极性单体的高效共聚合：探讨了克服传统催化剂对极性基团敏感性的策略，包括使用“保护基团”策略或设计能耐受强配位基团的硫醇/胺配体体系，实现烯烃与丙烯酸酯类单体的有效嵌段或随机共聚合。 聚合反应的“活化”机理：对比了早烯烃聚合中常见的“链增长优先”机制和近年来新兴的“链转移/再引发平衡”机制，并说明了如何利用这些差异来控制聚合物的分子量分布和端基功能化。 第四章：关环聚合（ROP）的位点选择性与速率控制 环状单体的开环聚合是合成聚酯、聚醚和聚环硫醚的关键途径。本章强调了对聚合位点和链增长速率的绝对控制： 有机小分子催化（Organocatalysis ROP）：深入研究了基于硫脲、胍盐或双金属催化剂（如双锡/锌体系）在聚内酯（如Lactide, $varepsilon$-Caprolactone）聚合中的应用。重点分析了活性物种（如醇-OH或胺-NH）的酸/碱协同催化机制，以及如何实现近乎零分散度的聚合物合成。 空间位阻效应在选择性聚合中的应用：讨论了如何利用大位阻的烷氧基或硅醚取代基来引导催化剂优先攻击环分子中某一特定键（如酰胺键或酯键），从而合成具有精确化学序列的嵌段共聚物。 高分子量、低分散度聚醚的合成：针对环氧丙烷、四氢呋喃等单体，介绍了如何通过路易斯酸/碱组合或受控的阴离子聚合机制，克服链转移副反应，获得工业所需的高分子量聚醚。 第三部分：结构-性能关联与新兴功能材料的构筑 本书最后一部分将合成方法学与材料的宏观性能及其特定应用紧密联系起来，展示了先进合成技术如何驱动新材料的诞生。 第五章：复杂拓扑结构聚合物的功能化与应用 精准合成复杂的拓扑结构是实现材料多功能化的关键。本章集中讨论了： 多臂星形聚合物的合成与流变学行为：详细介绍了通过多官能度引发剂（如多溴化物）结合CRP技术合成具有精确臂数和臂长分布的星形聚合物。分析了这些结构对溶液黏度、剪切稀化行为以及在纳米复合材料中作为分散剂的性能影响。 梯度/梯度共聚物的精确构建：利用实时调整单体供给速率或催化剂活性来实现化学成分的连续变化。探讨了这些梯度结构在界面粘合、药物缓释载体以及响应性材料（如pH/温度敏感性）中的独特优势。 超支化与树枝状聚合物的控制合成：对比了自缩聚和使用A2+B3型单体的聚合策略，并探讨了如何通过引入特定的支化中心来调节最终产物的溶解性和光电性能。 第六章：智能响应性与自修复高分子系统的设计 本章面向前沿的功能材料领域，探讨了如何利用精确的化学结构设计来赋予材料对外界刺激的响应能力： 化学键合的动态网络：介绍了可逆共价键（如二硫键、硼酸酯键、Diels-Alder加合物）在聚合物网络构建中的应用。重点阐述了如何通过调整动态键的交换速率来控制材料的自修复效率、粘弹性转变温度及可回收性。 超分子聚合与组装：讨论了使用氢键、金属配位键、π-π堆叠等非共价相互作用来构建具有可逆性和环境敏感性的超分子聚合物。分析了这些体系在构建“可塑性”材料和信息存储中的潜力。 电活性与光响应性聚合物的构筑：阐述了如何将导电单元（如噻吩、咔唑）或光异构化单元（如偶氮苯）精确地引入到聚合物主链或侧链，以实现对电场或光照的快速响应，应用于光刻胶、传感器或分子机器。 结论与展望 本书最后总结了当前高分子合成方法学的主要趋势——从追求高活性向追求高选择性、高精度和环境可持续性转变。未来的研究方向将聚焦于原位表征技术的提升、AI/机器学习在催化剂筛选中的应用，以及将这些精密合成方法推广至生物相容性和能源存储等关键领域。本书旨在为从事高分子合成、催化化学以及材料科学研究的学者和工程师提供一本全面、深入的参考指南。

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