Controlled and Living Polymerizations pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Muller, Axel H. E. (EDT)/ Matyjaszewski, Krzysztof (EDT)

出品人:

页数:634

译者:

出版时间:2009-10

价格:1505.00 元

装帧:

isbn号码:9783527324927

丛书系列:

图书标签:

Polymer Chemistry
Controlled Polymerization
Living Polymerization
Polymer Synthesis
Macromolecular Chemistry
RAFT Polymerization
ATRP Polymerization
NMP Polymerization
Polymer Materials
Organic Chemistry

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具体描述

Written by a highly prestigious and knowledgeable team of top scientists in the field, this book provides an overview of the current status of controlled/living polymerization, combining the synthetic, mechanistic and application-oriented aspects.

From the contents:

* Anionic Vinyl Polymerization

* Carbocationic Polymerization

* Radical Polymerization

* Coordinative Polymerization of Olefins

* Ring-Opening Polymerization of Heterocycles

* Ring-Opening Metathesis Polymerization

* Macromolecular Architectures

* Complex Functional Macromolecules

* Synthesis of Block and Graft Copolymers

* Bulk and Solution Structures of Block Copolymers

* Industrial Applications

While some of the material is based on chapters taken from the four-volume work "Macromolecular Engineering", it is completely updated and rewritten to reflect the focus of this monograph.

Must-have knowledge for polymer and organic chemists, plastics technologists, materials scientists and chemical engineers.

《聚合物世界的精妙操控：反应性链终止与活性聚合的奇迹》在现代材料科学的广阔图景中，聚合物以其无处不在的特性和千变万化的应用，扮演着举足轻重的角色。从我们日常生活中接触到的塑料制品，到尖端科技领域使用的特种材料，聚合物的性能决定了其最终的应用价值。然而，传统的高分子合成方法往往难以精确控制聚合物的分子量、分子量分布、链端官能团以及聚集态结构。这就如同在茫茫大海中航行，我们只能大致把握方向，却无法精准抵达目的地。正是在这样的背景下，“反应性链终止”与“活性聚合”两大革命性的理念应运而生，为聚合物的精准合成开启了前所未有的篇章。它们如同两把金钥匙，解锁了聚合物世界中对分子结构细致入微的操控能力，赋予了材料科学家前所未有的设计自由度。这不仅仅是合成技术的进步，更是对材料性能进行深度定制和性能优化的基石。本书《聚合物世界的精妙操控：反应性链终止与活性聚合的奇迹》并非仅仅是对这两种聚合概念的简单罗列，而是深入剖析它们背后的科学原理，揭示其在不同聚合体系中的应用细节，并展望它们在推动高分子科学与工程发展中的深远影响。我们旨在构建一个全面而深入的认知框架，帮助读者理解如何通过精确调控聚合过程，来创造出具备特定性能的“智能”聚合物材料。第一篇：反应性链终止——精准塑造链端，开启结构定制之门链端官能团，犹如聚合物链条的“头部”和“尾部”，虽然仅占整个聚合物链的极小部分，但其性质却对聚合物的整体性能，尤其是其在后续化学修饰、组装以及宏观应用中的表现，产生着决定性的影响。传统的自由基聚合等过程，其链端结构往往是复杂且不可预测的，例如自由基聚合产生的链端通常带有不饱和键或氢原子，难以进行进一步的精确反应。 “反应性链终止”的出现，彻底改变了这一局面。其核心思想在于，在聚合反应的末端，引入一种特殊的“链终止剂”，它并非简单地阻止链的增长，而是以一种可控的方式，与活性的链末端发生反应，从而将预设的特定官能团高效且定量地引入到聚合物链的两端。这种引入的官能团可以是多种多样的，例如具有反应活性的羟基、氨基、羧基、卤素原子，甚至是可参与点击化学反应的叠氮基或炔基。本书将在第一篇中，系统地阐述反应性链终止的多种实现策略。我们将探讨如何设计和合成高效的反应性终止剂，并分析它们在不同聚合机理（如自由基聚合、离子聚合）中的适用性。例如，在自由基聚合中，利用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合或原子转移自由基聚合（ATRP）等活性自由基聚合技术，可以产生带有特定末端官能团的活性中间体，进而通过与特定的终止剂反应，实现精准的链端官能化。此外，我们还将讨论无机聚合物、缩聚反应等体系中，反应性链终止的应用实例。更重要的是，我们将深入挖掘反应性链终止所带来的巨大应用潜力。通过精确控制链端官能团，我们可以：构建嵌段共聚物：将带有不同链端官能团的聚合物链通过特定化学反应连接起来，形成具有微观相分离结构和独特性能的嵌段共聚物。这些材料在自组装、药物缓释、纳米器件等领域具有广泛应用。制备刷状聚合物和星形聚合物：利用链端官能团作为“锚点”，在其上接枝出更多的聚合物侧链，形成复杂的拓扑结构，从而显著改变聚合物的溶解性、粘度以及界面性能。实现聚合物的功能化：引入的特定链端官能团可以作为平台，进一步连接生物分子（如蛋白质、DNA）、染料、催化剂等，赋予聚合物新的生物相容性、荧光特性或催化活性。优化聚合物的交联：设计具有双官能团或多官能团的链端，可以实现高效的交联反应，制备具有优异力学性能和稳定性的网络聚合物材料。第二篇：活性聚合——精益求精的生长，解锁链结构的完美画布如果说反应性链终止解决了聚合物链“两头”的问题，那么“活性聚合”则是在整个聚合物链的“生长”过程中，实现前所未有的精细控制。活性聚合是一种聚合过程，其中增长的聚合物链末端保持着高度的反应活性，并且在没有链终止或链转移发生的情况下，能够持续地与单体发生聚合反应。这意味着，聚合反应的进程可以被精确地启动、停止，甚至在中途加入新的单体，从而精确地控制聚合物的分子量、获得极窄的分子量分布，以及精确地控制单体的序列排列。本书将在第二篇中，对各种主流的活性聚合方法进行系统而深入的介绍。我们将从基本原理出发，逐一剖析：活性自由基聚合（ARFP）：这是目前应用最为广泛的活性聚合技术之一。我们将详细介绍原子转移自由基聚合（ATRP）的机理、引发剂、催化剂体系，以及其在各种单体聚合中的应用。同时，我们将深入探讨可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合，重点分析其链转移剂的设计、聚合动力学以及在复杂体系中的优势。此外，还会涵盖下落式自由基聚合（NMP）等其他活性自由基聚合方法。活性离子聚合：包括活性阴离子聚合和活性阳离子聚合。我们将探讨在极低温度或特定溶剂条件下，如何维持阴离子或阳离子生长链的活性，以及如何通过引入特殊的共引发剂或添加剂来控制聚合过程。活性配位聚合：特别是齐格勒-纳塔催化剂和茂金属催化剂在烯烃聚合中的应用，它们能够实现对聚合物分子量、立体规整度以及单体序列的高度控制。开环聚合（ROP）：针对环状单体（如内酯、内酰胺、环醚等）的活性开环聚合，我们将讨论各种催化体系，以及如何通过控制链终止来获得具有特定结构和性能的聚合物。活性聚合的核心优势在于其“可预测性”和“可控性”。通过活性聚合，我们可以：精确控制分子量：分子量可以通过单体与引发剂（或活性物种）的摩尔比精确调控，无需依赖经验性的经验公式。获得极窄的分子量分布：聚合反应的“活化”状态使得聚合物链的增长速率趋于一致，从而产生均一的分子量分布，即低的“多分散性指数”（PDI）。这对于获得高强度、高韧性以及优异的加工性能的材料至关重要。实现序列精确控制的共聚物：通过分步引入不同单体，活性聚合能够精确地控制共聚物中单体的序列排列，从而设计出具有特定性能的梯度共聚物、嵌段共聚物以及统计共聚物。制备复杂拓扑结构的聚合物：活性聚合的链端活性可以被用作“种子”，进行多臂星形聚合物、刷状聚合物以及笼状聚合物的合成，这些结构在纳米技术、生物医学等领域具有独特的优势。原位功能化：在聚合过程中，可以通过引入官能团化的单体或在链末端进行反应，实现聚合物的功能化，而无需进行后聚合修饰。第三篇：融合与展望——活性聚合与反应性链终止的协同效应与未来趋势本书的第三篇将超越孤立的视角，深入探讨活性聚合与反应性链终止之间的内在联系和协同效应。事实上，许多活性聚合体系本身就具备了“反应性链终止”的潜力，或者可以通过与特定的终止剂相结合，进一步拓展其功能。例如，ATRP和RAFT聚合产生的具有活性的链末端，本身就可以被视为一种“反应性链”，可以进一步参与各种化学反应，实现更复杂的功能化。我们将详细分析活性聚合与反应性链终止如何相互促进，共同构筑出功能更加强大、结构更加精密的聚合物体系。例如：利用活性聚合实现精确链端官能化的前驱体合成：通过活性聚合获得具有高度可控分子量和窄分子量分布的聚合物，其末端可以被设计成易于反应的官能团，为后续的链端反应提供高效的平台。构建复杂多嵌段共聚物：结合活性聚合的序列控制能力和反应性链终止的链连接能力，可以设计出具有更长嵌段、更多嵌段且嵌段结构更加复杂的共聚物。设计智能响应性材料：通过引入对外部刺激（如pH、温度、光照）敏感的官能团，并结合活性聚合和链端反应，可以制备出能够响应外界变化而改变结构和性能的智能材料，例如药物释放系统、传感器等。发展新的聚合策略：探索新的聚合机理，将活性聚合和反应性链终止的优势相结合，例如，设计能够同时具备活性生长和链端定向反应能力的聚合体系。最后，本书将放眼未来，对活性聚合和反应性链终止在材料科学、生物医药、能源环境等领域的未来发展趋势进行展望。我们将探讨这些技术如何推动高性能聚合物材料的开发，例如，用于先进复合材料、生物可降解材料、高效催化剂载体、新型电池隔膜以及生物相容性支架等。此外，还将讨论如何通过绿色化学的理念，发展更加环保、高效的聚合工艺，以及如何利用计算化学和大数据技术，加速新型聚合物的设计与开发。《聚合物世界的精妙操控：反应性链终止与活性聚合的奇迹》旨在成为一本集理论深度、实践指导和前瞻视野于一体的权威性专著，为高分子科学家、工程师以及相关领域的学生提供一个全面了解和掌握聚合物精密合成技术的宝贵资源。通过本书的学习，读者将能够深刻理解反应性链终止和活性聚合的强大力量，并将其应用于创造新一代的先进聚合物材料，从而为科技进步和社会发展贡献力量。