设计、合成新的多元醇的缩醛或缩酮衍生物,研究其凝胶能力与在聚丙烯中的成核能力,寻求这类物质的凝胶能力与成核能力的关系。在此基础上结合计算机模拟技术进行成核剂分子结构与添加成核剂的聚丙烯结晶过程的模拟,在成核剂分子结构、空间构型与聚合物性能之间建立一定关系。此项目的研究将对精细有机化工、高分子物理、超分子化学的研究有重要意义。将推动成核剂、凝胶因子的分子设计和创制。
选用Gattermann-Koch法合成了2,4,6-三甲基苯甲醛、2,4,5-三甲基苯甲醛、5,6,7,8-四氢化萘-2-甲醛和3,4-二甲基苯甲醛。通过取代苯甲醛和山梨醇、甘露醇和木糖醇等多元醇进行缩合反应,再进一步酯化和酰化,合成了39个化合物,其中26个化合物为新化合物。化合物结构经核磁共振(NMR)和液质联机(LC-MS)进行确认。发现大部分缩醛化合物对含氧原子溶剂可以形成稳定可逆的凝胶,但对于含氮原子溶剂却不容易形成凝胶。苯环上有氨基存在时,失去凝胶性能。1,3:2,4-二(2,4,5-三甲基苄叉)-D-山梨醇没有凝胶性能,1,3:2,4-二(5,6,7,8-四氢萘-2-亚甲叉)-D-山梨醇对非极性化合物的凝胶性能很好。设计并合成了12个脲及氨基甲酸酯类化合物,测试了凝胶性能,化合物15、16、17、18也具有较好的凝胶性能。采用透射电镜研究发现,有机凝胶具有缠结纤维状结构纤维直径为50-100 nm。采用FT-IR和XRD分析发现凝胶因子是通过氢键等次价键互相作用而聚集、自我组装形成凝胶的。以缩醛衍生物的凝胶为模板,制备了纳米级二氧化钛、二氧化硅及其复合粒子。