β-环糊精(Cyclodextrin,CD)是由七个D-(+)葡萄糖以α-1,4糖苷键连接而成的环状低聚糖,具有疏水性的内腔和亲水性的外表,可以与很多小分子客体如二茂铁(Ferrocene,Fc)以及一些链状聚合物如聚丙二醇(Polypropylene glycol,PPG)形成二元聚集体。虽然基于CD构筑的二元体系已被广泛的研究,但很少有人关注以CD为主体,双客体分子存在的多元体系的研究。而本课题的工作正是研究了一个小分子客体和一个长链高分子客体同时存在下,β-CD与两种客体分子之间相互作用、聚集行为以及形成聚集体的谱学特性,并调查了聚集组分浓度对聚集体的组成、结构和热力学性质的影响。论文的主要内容如下:　　 1.通过共沉淀法制备得到了PPG,Fc与β-CD形成的三组分聚集体(PPG-Fc—β-CD),并利用一系列物理方法,如核磁共振、原子吸收光谱、高效液相色谱、紫外-可见光谱、热重及气相色谱耦合时间飞行质谱等对聚集体进行了全面表征,结果显示此三元体系中形成的沉淀产物是一个全新的聚集体。对于这种聚集体,表征结果显示出一系列全新的谱学特性。首先,固态三组分聚集体中三种组分的摩尔比为1:28:32(PPG/Fc/β-CD),并且与β-CD相比,PPG-Fc-β-CD的热稳定性随环境而变化,在氮气氛围下,β-CD>PPG-Fc-β-CD,而在真空条件下,PPG-Fc-β-CD>β-CD。其次,在PPG-Fc-β-CD的热重曲线中存在两个特别的点,p和q点,PPG-Fc-β-CD在结束急剧分解阶段之后p点),其分解速度却出现再次加速现象,而其最终的分解残留分数不到1％(780.0 K,q点),这些现象与已报道的大部分体系完全不同。这一结果表明基于PPG,Fc与β-CD之间的绑缚相互作用形成的分子聚集体可以导致聚集体组分更有效的降解。第三,在PPG-Fc-β-CD中聚集组分的热释出顺序为Fc>β-CD>PPG。　　 2.基于以上关于三元体系的积极研究结果,我们尝试进一步调查Fc起始浓度的变化对三元体系聚集行为和热降解行为的影响,实验结果显示Fc浓度的变化对由PPG、Fc及β-CD形成的一系列三元聚集体的组成、结构和降解度方面有显著的影响。第一,Fc起始浓度越高,在沉淀所得聚集体中Fc的含量就越高,而β-CD与Fc的聚集比例(CR)也越高,而β-CD对PPG的CR却越低。这一重要现象不仅为设计和制备多组分聚集体打开窗口,而且也为我们对超分子聚集体计量方面的研究提供了一个新的认识。第三,Fc对聚集体中聚集的有机低聚物组分的热降解度有积极的促进作用,并且其降解度紧密相关于Fc的含量,即使在Fc含量极少的情况下,这种促进作用仍然很明显。最后,进一步的研究还证明,相对于环戊二烯,Fc中的Fe在调节聚集体的热降解过程中起着关键的作用。　　 3.基于之前研究中观察到的Fc中Fe对三元聚集体中有机组分降解度的积极而显著的影响,我们尝试去调查Fe纳米粒子对其他聚合物的热稳定性的影响。从Fe纳米粒子与聚乙二醇(PEG),PPG以及聚四氟乙烯(PTFE)混合形成的二元体系的实验结果显示出几个新奇而令人意外的现象。首先,PEG中Fe纳米粒子的加入引起PEG热稳定性的适度增加以及其分解机制的巨大改变。分解机制的转变是由于两个方面引起的:1)Fe原子与PEG分子中O原子的原子.分子相互作用；2)Fe纳米粒子的催化效应。其次,PPG在Fe纳米粒子存在下受热分解时会发生碎片离子的结构重排。这一现象为材料的回收利用提供重要的借鉴。第三,Fe纳米粒子的存在能导致PTFE更彻底的分解(99.9％),而且分解过程中会出现其单体碎片离子C2F4+,同时PTFE分解过程中出现的蚀刻效应被大幅削弱。　　 总之,本文关于三元体系中聚集行为、谱学特性、完全热降解行为以及这种热降解在其他聚合物中的应用的研究都展现出积极而有趣的结果,这些工作对构筑超分子聚集体和高分子材料的基础和应用研究有积极的借鉴意义。