PAMAM树枝状大分子的设计合成与表征(2)
3.2 溶解性分析 17
3.3 1H-NMR分析 18
3.4 粘度与产率 20
3.5 元素分析 22
3.6 合成条件优化 22
3.7 应用评价 25
3.7.1 聚苯胺电导率 25
3.7.2 聚苯胺电化学性能 26
4 结论 28
致 谢 29
参考文献 30
1 绪论
聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状大分子，是一种高支化度、高表面官能团密度、结构规整精致的大分子，而且分子体积、大小、形状和官能团都能被控制，因而广泛应用于催化剂、表面活性剂、医药、光电材料等方面。
1.1 树枝状大分子简介
树枝状大分子概念最早由Flory[1]提出，如果反应单体含有多个活性官能团，那么就可以利用这些官能团作为支化链起点，制备结构高度支化的树枝状大分子。典型结构如图1.1所示。
中心核内部 外表
图1.1树枝状大分子结构特征
由图1.1可知，树枝状大分子由许多“树枝”相互连接，进而构成一种球形的大分子。绝大多数的树枝状大分子是通过交替循环的反应来合成，单体通常含有三个及以上官能团，以多官能团单体为反应中心核，通过与单体反应，使中心核的支化链增长、增多。每反应一次，就像在中心核上“包覆”一次，这种“包覆”称之为“代”，高代数的树枝状大分子，分子量也可以数万。目前，由于树枝状大分子具有优异的性能，已经引起了许多化学家的关注，每年都有大量新型树枝状大分子被创造出来。
1.1.1 树枝状大分子的结构
树枝状大分子与普通大分子在结构上明显不同，它具有明确的结构，而普通高分子通常只有确定的重复单元。它的结构主要包括中心核、支链与支链之间形成的纳米空腔结构以及在表面形成的官能团层。
由于低代数树枝状大分子的支链较少，空间位阻效应弱，因此分子构象在空间呈平面结构，而高代数树枝状大分子支链数量庞大，空间位阻效应强，使分子构象在空间呈球形，高代数树枝状大分子结构如图1.2所示。
图1.2 树枝状大分子结构示意图
树枝状大分子的支化程度可以用支化度(DB)来表示，支化度的计算公式如下：
（1.1）
其中：D：树枝形单元；
T：末端端基；
L：分子中含有的线性单元。
测定DB的方法有：
（1）核磁共振法[2]。这种方法比较精确，但是操作较复杂，一般需要分别测定1H-NMR、13C-NMR，通过计算得到支化度，如果产物中含有N、P、Si等元素，则需要做相应元素的核磁分析。
（2）凝胶渗透色谱法[3]。这种方法通过测定样品的分子量和特性粘度，在寻找一种与样品分子量相同、支链的聚合物，作为参照物使用，用同样的条件方法，测定参照物的特性粘度，支化度即为样品特性粘度与参照物特性粘度的比值。缺点是这只是一个相对的数据，不够精确，所以相对于核磁共振法而言，应用较少。
1.1.2 树枝状大分子的特性
树枝状大分子与传统高分子的合成方法不同，普通高分子通常都是一步反应合成出终产物，单体之间的组合是随机的；而树枝状大分子的合成是重复增长反应，单体之间的组合是可控的。所以和传统高分子相比较，树枝状大分子可以在分子层面控制其结构、尺寸等特性。随着代数增大，树枝状大分子的支链成倍增加，支链之间相互作用力也会随之增强，使得构象在空间中呈立体结构[4]。因树枝状大分子的结构十分特殊，从而具有如下特性：
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