知名人物丘坤元人物简介

Posted 2022-04-05 知

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知名人物丘坤元人物简介

·丘坤元

丘坤元，高分子化学家和化学教育家。长期从事高分子化学的教学和高分子合成的研究工作。在新的自由基聚合氧化还原引发体系、控制接枝聚合和活性与控制自由基聚合方面均取得了丰硕成果。

丘坤元，广东梅县人。1932年11月19日生于印尼爪哇岛华侨商人家庭里。1951年高中毕业后，为了继续升学于7月乘船经香港，由珠江回到广州。在北京考取燕京大学化学系学习，1952年院系调整到北京大学，1955年大学毕业。继续在北京大学研究生院学习，师从冯新德教授进行自由基聚合反应的研究。1959年研究生毕业后留校执教至今。1985年受聘为教授，成为新中国培养的归国华侨第一代高级知识分子。已培养硕士生19名和博士生9名。发表论文200篇。

丘坤元在教学上曾先后给本科生讲授过“有机结构理论”、“高分子化学”和研究生的“烯类聚合”、“高分子合成化学”、“高分子聚合方法”、“有机结构与反应历程”等课程。还结合多年从事自由基聚合的研究心得，为全国高等学校高分子化学与物理教学讨论班(1982年12月广州中山大学)作自由基聚合的报告，在全国高分子化学与物理实验研讨班(1984年9月于北京大学)作自由基聚合引发剂与聚合动力学的报告。1984年受教育部委托，由北京大学组织承办了全国高分子化学与物理实验研讨班，他是主要负责人之一，积极组织了高校和中国科学院化学所10位专家做专题报告，在北京大学化学系高分子教研室的组织下，开出了近30个高分子化学与高分子物理实验课。实验研讨班结束后组织撰写了?高分子实验与专论》一书，由北京大学出版社于1990年出版。

为了普及高分子科学知识，丘坤元积极参与《中国大百科全书化学卷》(中国大百科全书出版社，1989年)、《高分子辞典》(冯新德主编，中国石化出版社，1998年)和《英汉，汉英高分子词汇》(黄葆同主编，化学工业出版社，1996年)的高分子合成方面的条目或词汇的选编、撰写等工作。作为中国化学会高分子名词委员会的成员，积极参与化学名词审定委员会公布的《化学名词》(科学出版社，1991年)和《高分子命名原则初稿》的编审工作。

丘坤元的主要研究领域之一是自由基聚合，从50年代起至今进行了自由基聚合引发体系及其引发机理，新型引发体系及活性自由基聚合，自由基共聚合等方面研究。1982年起先后参加了由冯新德负责的中国科学院科学基金“自由基聚合与接枝、嵌段共聚合”、“自由基聚合与序列共聚合研究”和国家自然科学基金“七五”重大项目“烯类、双烯类聚合反应研究——机理、动力学及结构调节”，担任第一课题“自由基引发的基础研究和烯类聚合的功能化”的负责人，以及国家自然科学基金“八五”重点项目“烯类聚合反应与产物精化的研究”。由丘坤元负责完成的国家自然科学基金项目有：“金属离子引发体系及其引发机理的研究”、“带脲基与功能侧基聚合物的合成及其结构与性能的研究”、“溶胶-凝胶法有机聚合物-无机杂化材料”、“新型非表面活性剂模板法合成中孔材料及应用”和国家教委博士点基金“胺在聚合反应中不同效应基础研究”等项目。有些研究成果达到国际水平。从1980年起到1991年丘坤元先后6次参加或组织中日双边自由基聚合讨论会，以后又由中日两国扩展为中国、日本、韩国、新加坡、香港、台湾等国家和地区的亚洲聚合物讨论会。

自由基聚合氧化还原引发体系

由于自由基链式聚合中引发是一慢反应，而增长与终止均为快反应，因此开发高活性引发体系是自由基聚合的一个重要课题。氧化还原引发体系具有快速，且能在较低温度聚合的特点，成为60年代以来研究热点之一。丘坤元等在自由基聚合的过氧化物与胺氧化还原体系研究成就主要为：①在过氧化物与胺体系中，能与有机过氧化二酰或有机过氧化氢物匹配的胺主要是芳叔胺及N-羟烷基芳叔胺类，而与过硫酸盐匹配的是脂肪胺、多元脂肪胺，除叔胺外，还扩至仲、伯胺。②在氧化还原引发机理研究中，首次提出有机过氧化氢与芳叔胺先形成氢键而后分解生成H₂O和形成芳胺基甲基自由基和烷氧自由基引发单体聚合，并经红外、顺磁共振谱、气相色谱、端基分析方法所证实。首次提出了过硫酸盐与脂肪胺的氧化还原引发机理，用自由基捕捉和顺磁共振谱测定了初级自由基的结构。“胺存在下的烯类聚合与引发机理”项目获1987年国家自然科学奖三等奖。“烯类自由基聚合引发体系的研究”项目获1990年国家教委科技进步奖二等奖。

在铈(Ⅳ)离子氧化还原体系的研究中，研究了一些具有高活性的新型体系，如Ce(Ⅳ)/乙酰(各种取代)苯胺体系，Ce(Ⅳ)/乙酰基乙酰苯胺体系，Ce(Ⅳ)/β-二羰基(或三羰基)化合物体系。由动力学、活化能测定表明这些引发体系具有快速引发丙烯酰胺等单体聚合的特点。采用自由基捕捉技术与ESR波谱分别研究了这三种新型Ce(Ⅳ)氧化还原引发体系中各种模型化合物反应产生的自由基结构，证实在乙酰(各种取代)苯胺时酰胺上的氢被提取形成相应的以氮原子为中心的自由基;而在乙酰基乙酰苯胺时，则除了可测到形成以氮原子为中心自由基外，还可形成二羰基间的以碳原子为中心的自由基，而β-二酮则产生二羰基间的亚甲基上氢被提取而形成的碳原子中心自由基。“应用铈盐体系进行高分子改性的重新研究及其新进展”曾获1992年国家教委科技进步奖二等奖。

实现控制接枝点的聚合反应

接枝共聚合是通过改变高分子的化学结构而实现聚合物性能改性的一重要方法。用Ce(Ⅳ)离子进行纤维素、淀粉等的接枝聚合反应已有许多研究报道，但其难点是控制接枝点。冯新德等首次用模型化合物与Ce(Ⅳ)反应引发聚合的动力学研究方法，提出了聚醚氨酯的接枝点是在硬段氨基甲酰的氮原子上。丘坤元等合成了侧基上带有酰苯胺基团、β-二羰基基团的高分子，其制备既可以通过相应带有上述功能团的单体的共聚合，也可以由高分子侧基上功能基的转换来制得。用Ce(Ⅳ)离子接枝反应时，Ce(Ⅳ)优先与侧基上的功能团反应分别形成酰胺上氮原子自由基和β-二羰基上亚甲基碳原子自由基，而后引发单体接枝。这样就能达到控制接枝点在侧链上氮原子或β-二酮间的碳原子上的接枝聚合。“控制接枝点的自由基接枝共聚合研究”项目获1996年国家教委科技进步奖二等奖。

活性/控制自由基聚合新体系

由于自由基聚合过程中增长自由基很活泼，容易发生双分子的偶合与歧化终止，所以是非活性聚合。80年代出现了以iniferter(引发转移终止剂)的活性自由基聚合，其特点是单体的转化率和分子量均与反应时间成正比。所得的聚合物端基在光照或加热下又能产生大分子自由基来引发单体聚合制备嵌段共聚物。不过这一方法得到的聚合物分子量分布较宽，所以不是控制聚合。丘坤元等研究了一些新型的光引发转移终止剂，如2-(N，N-二乙基二硫代氨基甲酰氧基)乙酸乙酯(或丁酯、苄酯)等。用它引发苯乙烯时，其转化率与分子量均随时间成正比关系，聚合得到的聚苯乙烯可作为大分子引发剂，在光照能引发MMA，BA，VAc等单体聚合，得到AB型嵌段共聚物。聚乙二醇和聚氧化四亚甲基二醇经两步反应而成为α，ω-均为N，N-二乙基二硫代氨基甲酸酯功能团，这是一类大分子光iniferter，在光照下α，ω-两端产生自由基引发MMA、St、BA等共聚合，生成ABA型两亲性嵌段共聚物。另外，还合成了可聚合的iniferter：2-N，N-二乙基二硫代氨基甲酰氧基乙酸-β-甲基丙烯酰氧基乙酯，用它分别引发MMA，St制得相应的大分子单体，它进一步与乙烯类单体共聚合则得到接枝共聚物。

90年代活性自由基聚合已出现端倪。除了进行iniferter活性聚合外，丘坤元等开展了新型的活性/控制自由基聚合的引发体系，如由四苯基乙二醇/FeCl₃/PPh₃体系引发St，MMA时，为一活性自由基聚合并得到端基为α-H，ω-Cl的相应聚合物，其分子量分布也较窄。由2，3-二氰基-2，3-二苯基丁二酸二乙酯(DCDPS)/FeCl₃/PPh₃体系用于MMA，St的活性自由基聚合，其分子量分布也较窄，所得聚合物可进一步反应合成嵌段聚合物。另外，DCDPS能与CuCl₂/bpy(联二吡啶)组成活性自由基引发体系。这些体系均为新型的反向原子转移自由基聚合体系。

溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料与中孔材料

这方面的研究是近六七年才开始的，是与北京大学客座教授美国爵硕(Drexel)大学危岩教授合作的研究课题。已发表的有机聚合物-无机杂化材料绝大多数是塑料类型的聚合物。丘坤元等通过三元乙丙橡胶和SEBS橡胶的功能化，分别引入环氧基和氨基，然后分别与有机偶联剂反应，而在橡胶分子侧基上引入三烷氧硅基，再进一步与原硅酸乙酯或四丁氧基钛水解缩合制备出有机橡胶/无机氧化物杂化材料。另外，是以苯乙烯-马来酸酐、丙烯酸甲酯-衣康酸酐为有机聚合物，用相似的方法，制备了有机聚合物/无机杂化材料。由于制备的杂化材料在无机相与有机相间有共价键相连，能防止宏观相分离，所以得到一纳米级的透明杂化材料。目前在开展用非表面活性剂模板法，即以有机分子为模板制备中孔SiO₂，TiO₂材料的研究。

简历

1932年11月9日出生于印度尼西亚爪哇岛。

1951年6月印尼雅加达吧城中学毕业后归国。

1951—1952年燕京大学化学系学习。

1952—1955年北京大学化学系本科毕业。

1955—1959年北京大学研究生院毕业。

1959—1978年任北京大学化学系助教、讲师。

1979—1985年任北京大学化学系副教授。

1985年至今任北京大学化学系、化学与分子工程学院教授。

1986年至今任北京大学高分子化学与物理专业博士生导师。

1987—1988年赴荷兰Twente大学讲学及合作研究。

1990—1999年任北京大学化学系、化学与分子工程学院学位委员会主席。

1991年至今任《高分子学报》副主编。

代表性论著

1 孙燕慧，丘坤元，冯新德.有机过氧化氢物与胺体系引发聚合反应机理的研究.中国科学B辑，1983，(12)：1061～1070

2 郭新秋，丘坤元，冯新德.过硫酸盐与脂肪胺引发体系的研究.中国科学B辑，1986，(11)：1121～1128

3 W. Wang，K. Y. Qiu，X. D. Feng. Grafting of acrylamide onto surface of copolymers containing p-tolylcarbamoyl pendant group initiated with ceric ion .Chin.J.Polym.Sci.1994，12(2)：137～144

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10 W. Zhou，J. H. Dong，K. Y. Qiu，et al. Preparation and properties of poly(styrene-co-maleic anhydride) /silica hybrid materials by the in situ sol-gelprocess.J. Polym. Sci.Part A. ，Polym.Chem.，1998，36：1607～1613

知名人物 丘坤元人物简介

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