部分聚合物定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系研究.pdf

1、聚合物作為高分子化學(xué)和材料科學(xué)的重要研究內(nèi)容，在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越廣泛，因此，對其一些重要性質(zhì)的測試也非常必要。如若通過采用實驗的方法對其進(jìn)行一一測試是不太現(xiàn)實的，建立其分子結(jié)構(gòu)與聚合物性質(zhì)之間的定量關(guān)系并藉此來預(yù)測其它聚合物的性質(zhì)，長期以來一直都是化學(xué)家、材料學(xué)家以及環(huán)境科學(xué)家等長期關(guān)注的科研領(lǐng)域。因此，建立聚合物的定量結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系(QSPR)，不但對于深入了解聚合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系有一定的幫助，同時也具有一定層面上的實用

2、價值，特別是對于那些還沒有合成出來未知的聚合物，更具有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本論文選用近幾年來提出的一些分子結(jié)構(gòu)描述子來表征具體的聚合物的分子結(jié)構(gòu)，通過對描述子的變量篩選以及對定量關(guān)系數(shù)學(xué)模型的建立，從而得到聚合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的定量關(guān)系;同時采用內(nèi)外部雙重檢驗的方法進(jìn)一步來確保所建模型的精確性與穩(wěn)健性。最終的計算結(jié)果表明這幾種不同的分子結(jié)構(gòu)描述子都能夠較好的表征聚合物分子的結(jié)構(gòu)，同時所得到的數(shù)學(xué)模型還具有一定的預(yù)測性。以下

3、為本論文的主要研究內(nèi)容:
　　 (1)采用分子電性作用矢量(MEIV)表征122個非共軛類聚合物分子的結(jié)構(gòu)單體，通過運(yùn)用多元線性回歸(MLR)建立定量結(jié)構(gòu)性質(zhì)相關(guān)模型，同時利用逐步回歸(SMR)結(jié)合統(tǒng)計檢測篩選模型的變量，建立了聚合物分子的折射率與其結(jié)構(gòu)之間的模型方程;另外，還使用內(nèi)部以及外部雙重驗證的辦法更深入分析和檢驗?zāi)Ｐ偷姆€(wěn)定性，這類聚合物模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)（Rcum）、留一法交互校驗(LOOCV)復(fù)相關(guān)系數(shù)(Rcv)和外部

4、樣本校驗復(fù)相關(guān)系數(shù)(Qext)分別為0.916、0.884、0.923;最終所得到的結(jié)果表明通過采用MEIV去表征非共軛類聚合物的分子結(jié)構(gòu)較好，同時建立的QSPR模型的穩(wěn)定性和預(yù)測能力都良好，值得對該方法予以推廣應(yīng)用。
　　 (2)采用MEIV去表征22個聚丙烯酸酯類化合物的分子結(jié)構(gòu)，運(yùn)用MLR建立其與性質(zhì)玻璃化轉(zhuǎn)移溫度（Tg）之間的理論關(guān)系模型;通過使用一定的校驗手段（即對內(nèi)部以及外部的結(jié)果的可靠性檢驗），此時，檢驗結(jié)果更進(jìn)一

5、步說明，這種描述方法最終得到QSPR模型的結(jié)果的優(yōu)劣性，確定該類聚合物關(guān)系模型的Rcum、Rcv和Qext分別為0.926、0.871、0.908;最終表明用MEIV表征聚丙烯酸酯類分子結(jié)構(gòu)信息較好，所建QSPR模型的穩(wěn)定性和預(yù)測能力良好。
　　 (3)采用MEIV表征另外一組聚丙烯酸酯類聚合物的分子結(jié)構(gòu)，運(yùn)用MLR建立其與Tg之間的理論關(guān)系模型;這時，通過使用一定的效驗的手段（即對內(nèi)部以及外部的結(jié)果的可靠性檢驗），得到的計算結(jié)

6、果能夠更進(jìn)一步說明，這種描述方法最終得到QSPR模型結(jié)果的優(yōu)劣性，確定關(guān)系模型的Rcum、Rcv和Qext分別為0.982、0.971和0.922;表明用MEIV對聚丙烯酸酯分子的信息能夠得到較好的表達(dá)，所建QSPR模型的穩(wěn)定性和預(yù)測能力良好。
　　 (4)采用廣義相關(guān)指數(shù)(GCI)表征聚丙烯酸酯類化合物的分子結(jié)構(gòu)，并與其性質(zhì)Tg間建立QSPR模型，同時利用SMR對變量進(jìn)行篩選，運(yùn)用MLR建模得到的Rcum、Rcv和Qext分別

7、為0.991、0.985與0.920，這樣的結(jié)果表明，該模型具有良好的穩(wěn)定性和預(yù)測能力，GCI描述子能夠較好地用以表征這些聚合物的分子結(jié)構(gòu)信息，具有一定的研究價值。
　　 (5)采用拓?fù)涿枋鲎訉Σ糠值湫途酆衔锏姆肿咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并與其性質(zhì)柔性參數(shù)極限特征比C∞建立QSPR模型，采用SMR篩選變量，運(yùn)用MLR建立模型，模型的Rcum、Rcv和Qext分別為0.960、0.930和0.949，該結(jié)果表明拓?fù)涿枋鲎幽軌蜉^好的反映該組聚

8、合物的結(jié)構(gòu)特征。同時，所構(gòu)建的QSPR模型的穩(wěn)定性和預(yù)測能力都較好，值得對拓?fù)涿枋鲎舆M(jìn)一步推廣應(yīng)用。
　　 (6)采用三維全息原子場作用矢量(3D-HoVAIF)對部分自由基共聚合中的結(jié)構(gòu)單體予以表征，同時建立其結(jié)構(gòu)單體與其Q-e的活性參數(shù)之間的QSPR關(guān)系，最終，所建立模型的Rcum、Rcv和Qext分別為0.948、0.889和0.790，得到的計算結(jié)果表明這種結(jié)構(gòu)參數(shù)化方法能夠較好的反映聚合物的結(jié)構(gòu)特征，所建QSPR模型的